概要

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※1の転写が染色体異常※2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※3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※4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※5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）9時01分（日本時間）に公開されました。

詳細

• プレスリリース全文をPDFで読む
• プレスリリース全文をResOUで確認する

特記事項

本研究成果は、2026年１月13日（火）9時01分（日本時間）に国際科学誌「Nucleic Acids Research」（オンライン）に掲載されました。

タイトル

“Transcriptional PBR cycles at pericentromeric repeats cause gross　chromosomal　rearrangements through Rad52-dependent ADR-loop formation”

著者名

Ran Xu, Crystal Tang, Jianfang N. Wang, Daisuke Motooka, Hideo Tsubouchi, Hiroshi　Iwasaki, and Takuro Nakagawa

DOI

https://doi.org/10.1093/nar/gkaf1455

用語説明

※1 セントロメア領域
動原体形成の足場となる染色体領域。ヒトや分裂酵母を含む多くの真核生物のセントロメア領域にはDNA反復配列が存在します。そのため、反復配列を介した染色体異常が高頻度に起きる染色体脆弱領域です。

※2　染色体異常
転座、欠失、逆位など染色体の大規模な変化。

※3　分裂酵母
ヒトと共通したクロマチン構造を持つことから、染色体の研究に有用なモデル生物。

※4　Rループ
転写産物であるRNAが鋳型鎖DNAに結合し、非鋳型鎖DNAが一本鎖となったループ構造。

※5　ADRループ
Rループ内の一本鎖DNAに相補的な１本鎖DNAが結合したループ構造。

本研究に関する問い合わせ先

大阪大学 全学教育推進機構/大学院理学研究科
教授 中川 拓郎（なかがわ たくろう）
TEL： 06-6850-5432
E-mail: nakagawa.takuro.sci [at] osaka-u.ac.jp