DNA再複製
複製ストレス下の細胞は複製チェックポイントを活性化し、S期の進行やG2期からM期への移行を遅らせる。野生型のRbとp53を持つヒト骨肉腫細胞株であるU2OS細胞では、複製ストレスが認識されるとATMやATRによって調節されるDNA損傷ネットワークが活性化される。このチェックポイント応答はサイクリンEの過剰発現によって活性化され、サイクリンEがライセンス化システムの調節に重要であることが示されている。U2OS細胞でサイクリンEが過剰発現すると、ATM/ATR DNA損傷ネットワークによってSer15がリン酸化されたp53、γ-H2AX、Ser966がリン酸化されたコヒーシンタンパク質SMC1が増加する。DNA再複製応答は、活性酸素生成による損傷時の応答とは異なる。活性酸素生成による損傷時には、Mycを介した応答によってp53やH2AXのリン酸化が引き起こされる。
ATM/ATR DNA損傷ネットワークはCdt1の過剰発現が生じている場合にも応答する。Cdt1の過剰発現は一本鎖DNAや二本鎖切断の蓄積をもたらす。ATRはより早期の段階、DNA再複製の初期段階で一本鎖DNAを検出した際に活性化される。ATRはRPA2(英語版)やMCM2など下流の複製因子のリン酸化、もしくはRbやp53の調節を行う。ATMはDNA再複製のより後期の段階、大量の二本鎖切断が検出された後に活性化される。ATMは細胞周期の停止、アポトーシス、細胞老化に関与している。また二本鎖切断修復の媒介にも関与していると考えられているが、その正確な機構は理解されていない。
モデル生物やヒトでは、再複製の腫瘍形成への関与が示唆されている。ヒトのいくつかの種類のがん由来の組織試料では複製開始タンパク質が過剰発現しており、マウス細胞ではCdt1とCdc6の実験的過剰発現によって腫瘍の発生が引き起こされる。同様に、ジェミニンノックアウトマウスでも腫瘍形成が高まることが報告されている。さらにこれらの研究では、再複製によって、異数性、染色体融合、そしてDNA切断が増加することが示されている。新たながん治療法の開発には、複製調節機構の完全な理解が重要である。
酵母では、G1期CDK活性の増加によってpre-RCの組み立てと複製起点の活性が低い状態でのS期への移行が阻害される。一方がん細胞ではp53とRb/E2F経路の調節異常が生じており、活発な複製起点が少ないままS期への移行が行われる。その結果、DNAの二本鎖切断、組換えの増加、不正確な染色体再編成が生じる。