作为中心法则的初始一环，DNA复制是最基本最重要的细胞生物过程之一。DNA复制紊乱所产生的缺陷会导致细胞基因组不稳定性，威胁生物个体的生长、发育甚至正常存活(O’Donnell et al., 2013)。关于真核生物的DNA复制分子机制的研究不仅有助于理解这个最重要的生物过程，而且能为复制缺陷导致的衰老以及癌症等疾病的分子病理研究提供理论指导，及其诊断和治疗提供新方案。目前关于真核生物DNA复制的基本认识主要来源于对酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)等简单真核模式生物的研究。目前已经可以在体外完全利用重组蛋白重建酿酒酵母DNA复制的主要过程，故酿酒酵母DNA复制过程的主线已相对清晰。完成复制过程的超级复合物被称为复制体（replisome）。真核生物复制体的核心是复制解旋酶（replicative helicase）CMG复合物（Cdc45-Mcm2-7-GINS），CMG解旋酶是由六亚基MCM2-7 ATP水解酶（ATPase），CDC45蛋白以及四亚基复合物GINS所组成的十一亚基超复合物。故真核生物的DNA复制起始过程的本质在于CMG解旋酶的装配和激活。酿酒酵母的复制起始过程可以分为四个步骤：1. Mcm2-7双六聚体的装配，这个过程也被称为复制起点许可（origin licensing）(Remus et al., 2009)；2. Cdc45招募，这个过程依赖Sld3-Sld7蛋白复合物(Deegan et al., 2016)；3. GINS招募以及CMG装配，这个过程依赖Dpb11、Sld2以及聚合酶Pole (Zegerman and Diffley, 2007)；4. CMG的激活，组装后的CMG解旋酶没有解旋的能力，需要在Mcm10蛋白进一步激活下才成熟成激活态解旋酶，打开双链DNA，为引发酶以及聚合酶提供模板(Quan et al., 2015; Douglas et al., 2018)。上述步骤完成之后，DNA复制过程进入复制行进阶段。

表.  DNA复制起始因子在不同真核生物间的同源蛋白

相对清晰的酿酒酵母DNA复制过程为后生动物的DNA复制研究提供了一个基本框架。如表所示，所有参与复制起始过程的酿酒酵母蛋白都能在后生动物物种中找到对应同源蛋白。故之前的研究普遍认为，后生动物的DNA复制起始过程与酿酒酵母类似。

但是近期，深圳大学基础医学院楼慧强研究组副研究员夏乙燧与英国邓迪大学英国医学研究委员会蛋白磷酸化与泛素化中心Karim Labib研究组、山东大学生命科学学院洪烨课题组、英国医学研究委员会分子生物实验室Joseph Yeeles研究组以及英国邓迪大学的Constance Alabert研究组合作在Science上以长文形式在线发表了题为“DNSN-1 recruits GINS for CMG helicase assembly during DNA replication initiation in C. elegans”的文章，揭示了DONSON同源蛋白参与DNA复制起始过程的机制，证明了后生动物DNA复制起始过程与酿酒酵母存在显著不同。

该研究利用模式动物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans），鉴定出一个新的CMG结合蛋白：DNSN-1（线虫中的DONSON同源蛋白）。根据目前研究，人源DONSON被鉴定为小头原始侏儒症（Microcephalic Primordial Dwarfism, MPD）的易感基因，但其具体致病机制不明。

该研究发现DNSN-1为维持线虫生长发育的必需基因，DNSN-1敲除的线虫发育阻滞，并无法生育。敲低DNSN-1会严重抑制线虫胚胎细胞的DNA复制水平。进一步研究发现，DNA复制起始过程依赖DNSN-1，而复制行进过程不依赖DNSN-1。这个发现具有颠覆性，因为以酿酒酵母为代表的真菌物种不存在DONSON的同源蛋白（如表所示），换言之酿酒酵母的复制起始过程也不需要与DONSON功能类似的蛋白参与。随后该研究初步探明了DNSN-1参与DNA复制起始的具体步骤，发现DNSN-1负责起始过程中GINS的招募，从而调控CMG解旋酶的组装。如下图所示。

图 DNSN-1参与DNA复制起始过程中的GINS招募过程。

上述研究表明，DONSON介导的DNA复制起始阶段的CMG组装在后生动物间具有高度的保守性，而后生动物DNA复制起始的分子机制与单细胞酿酒酵母存在重大差异。故以上述研究为起点，后生动物DNA复制起始的分子机制急需进一步探究。并且，以线虫和爪蟾为模式动物的研究可以弥补酿酒酵母在小头畸形侏儒症等复制缺陷相关疾病研究中的不足，为相关疾病的诊断和治疗奠定基础。