O DNS é um sistema hierárquico e simplesmente não fornece um mecanismo para delegar apenas o registro de uma zona em outro lugar.
A solução mais simples é mover sua hospedagem DNS para o Route 53, porque os registros Alias no Route 53 resolvem o problema usando o conhecimento interno do Route 53 sobre o conteúdo dos domínios do S3 (assim como os do ELB e do CloudFront) para para retornar uma resposta correta de registro A à sua consulta. (Um Alias não é um tipo de registro DNS, é uma diretiva de configuração.)
Há poucas razões pelas quais posso pensar em resistir a essa mudança - você não precisa mudar o seu registrador para o Route 53 (embora você possa), você só precisa mudar sua autoridade servidores de nomes com o seu registrador atual. Você pode continuar a usar o registrador atual para suas renovações anuais e qualquer outro bônus / pacote que eles forneçam ... apenas não para a própria hospedagem DNS.
Outros provedores obtêm a aparência de uma funcionalidade semelhante, fazendo proxy da solicitação de DNS recebida para um destino "out the back", procurando o destino e retornando as partes apropriadas da resposta ao solicitante original.
Isso é o que o Cloudflare faz, com "achatamento CNAME" -
The CloudFlare [DNS] server generating the response follows the CNAME chain so that the response to the request from the client (for example, the browser) contains only non-CNAME data -- usually, an IP address. This effectively creates an A or an AAAA record.
Usar um servidor proxy da Web, com um endereço IP estático e um registro A é uma opção viável - e, na verdade, não é ruim se você quiser veicular seu site com um certificado SSL (o S3 não suporte SSL para domínios personalizados). Se o proxy estiver na mesma região da AWS que o bucket, não haverá cobranças adicionais de transporte de dados, e um proxy em determinado hardware pode certamente fornecer mais conteúdo do que um servidor da Web real no mesmo hardware, já que há sem acesso ao disco. (Em uma dessas configurações, um micro t2, rodando o haproxy, eu atendi 891.683 solicitações da web ontem, sem ter atingido 5% de CPU no gráfico de um minuto do CloudWatch). Claro, isso apresenta um custo adicional e problemas de disponibilidade.
Mas não há balas mágicas.