大阪大学大学院理学研究科のXU Ranさん（博士後期課程）と中川拓郎教授（全学教育推進機構）らの研究グループは、大阪大学微生物病研究所の元岡大祐講師、東京科学大学総合研究院細胞制御工学研究センターの岩﨑博史教授、坪内英生助教との共同研究により、染色体のセントロメア領域の転写が染色体異常を起こす分子メカニズムを明らかにしました。

染色体のセントロメア領域は、高度に凝縮したヘテロクロマチン構造を形成することで転写が起こりません。このヘテロクロマチンによる転写阻害は染色体異常の発生を抑制します。よって、ヘテロクロマチンが正常に形成されない変異株では、セントロメア領域で転写が起きることで染色体異常が引き起こされます。染色体異常は細胞死やガンなどの遺伝性疾患の原因となりますが、セントロメア領域の転写が染色体異常を起こす分子メカニズムは解明されていません。

今回、研究グループは、分裂酵母を用いてDNA：RNAクロマチン免疫沈降（DRIP）を行いました。その結果、セントロメア領域では転写の進行停止（Pause）、後退（Backtrack）、再開（Restart）が繰り返される転写のPBRサイクルによりRNAがDNAと安定結合したRループが蓄積することを明らかにしました。また、精製Rad52蛋白と人工合成したRループを用いた生化学実験により、Rad52蛋白がRループと相補的な1本鎖ＤＮＡとの結合を促進して新規中間体ADRループを形成することで、染色体異常を引き起こすことを明らかにしました。

本研究の成果により、Rループの形成機構、また、Rループによる染色体異常の発生機構が解明されました。ADRループの形成を制御することで、染色体異常が多発するガンなどの遺伝性疾患の治療に新たな可能性が見出されました。

本研究成果は、国際科学誌「Nucleic Acids Research」に、1月13日（火）に公開されました。