カオス的な染色体変異に関する新たな知見(New insights into chaotic chromosome mutations)

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2026-03-10  カーディフ大学

英カーディフ大学の研究チームは、がんなどで見られる複雑な染色体再編成の仕組みに関する新たな知見を明らかにした。研究では、染色体が一度に多数の断片に砕けて再結合する「クロモスリプシス」と呼ばれる現象を解析し、その形成過程と遺伝子変異の特徴を詳しく調べた。その結果、DNA損傷後の修復過程で複数の断片が誤って再接合されることで、遺伝子配列が大規模に再構成されることが示された。このような混乱した染色体変異は腫瘍形成や遺伝子機能の変化に深く関わる可能性がある。研究は、染色体異常の発生メカニズムの理解を進め、がん研究や遺伝子異常の診断・治療研究に重要な手がかりを提供する。

カオス的な染色体変異に関する新たな知見(New insights into chaotic chromosome mutations)

<関連情報>

有糸分裂マイクロホモロジーを介した切断誘導複製は染色体合成を促進する Mitotic microhomology-mediated break-induced replication promotes chromoanasynthesis

Greg H. P. Ngo,Kez Cleal,Sara Seifan,Vanda Miklos,Szymon A. Barwacz,Brian L. Ruis,Siamak A. Kamranvar,Julia W. Grimstead,Ying Liu,Eric A. Hendrickson & Duncan M. Baird
Nature Communications  Published:03 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-70086-y  Unedited version

Abstract

Chromoanasynthesis is a form of complex chromosomal rearrangement (CCR) commonly detected in cancers and congenital disorders, but the mechanism underlying its generation remain elusive. Here we develop a single-molecule long-read DNA sequencing approach to characterise ultra-complex mutational events, consistent with chromoanasynthesis, occurring at shortened telomeres and sub-telomeric DNA double-strand breaks in human cells. Our data reveal that chromoanasynthesis is generated by microhomology-mediated break-induced replication (MM-BIR), occurring specifically in mitosis. Surprisingly, this mitotic pathway involves a collaboration between microhomology-mediated end-joining (MMEJ) and BIR, where MMEJ proteins initiate a Polδ-dependent BIR pathway that is regulated by PIF1, POLD3 and PCNA. This pathway is highly prone to template switching and can generate dramatic amplification of genomic loci in a single event. Our findings help explain the extreme mutagenic nature of chromoanasynthesis and establish mitotic MM-BIR as a key driver of CCRs, with important implications for the origin of cancers and congenital disorders.

細胞遺伝子工学
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