本領域研究では、対立遺伝子間の相互作用として新たな優劣性の制御機構について取り上げます。従来、優劣性が生じる機構としては劣性側対立遺伝子が何らかの形で機能欠失している例のみが知られ、機能を保持した野生型対立遺伝子の効果に隠れて表現型が現れないと説明されてきました。しかし、我々はすべての対立遺伝子が機能を保持しているにも関わらず複雑な優劣性関係を示す自家不和合性対立遺伝子に着目して解析を進め、優性側対立遺伝子の近傍で作られる低分子RNAにより劣性側対立遺伝子の発現が抑制される例があることを発見しました。本レビューでは、その発見の経緯を紹介しています。この新たな制御機構がすべての自家不和合性対立遺伝子間の優劣性制御に関わっているか、さらに類似の機構により制御されている優劣性現象がないか、今後検証を進めていく計画です。

Epigenetic regulation of monoallelic gene expression

Shiba, H., and Takayama, S.

Develop. Growth Differ. (2012) 54, 120-128.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23741751

植物の自家不和合性の多くは、S遺伝子座のハプロタイプ（S1, S2, ---, Sn）によって制御されており、（自己花粉の場合の様に）花粉と雌ずいが同じSハプロタイプを有する時に受精が抑制されます。この自他識別反応は、各Sハプロタイプがコードする少なくとも2つの因子（花粉因子と雌ずい因子）間の相互作用を介して行われています。最新の研究により、この自他識別反応は根本的に異なる２つの仕組みを含むことが明らかとなってきました。すなわち、アブラナ科やケシ科の植物の場合のように、自己の（同じSハプロタイプの）花粉因子と雌ずい因子が相互作用することで受精を抑制する反応が起きる仕組みと、非自己の（異なるSハプロタイプの）花粉因子と雌ずい因子が相互作用することで受精を促進する反応が起きる仕組みです。本新学術領域研究では、これら２つの仕組みを詳細に比較解析すると共に、こうした相互作用因子が生み出されてくる進化の過程に切り込む予定です。

Self/non-self discrimination in angiosperm self-incompatibility

Iwano, M., Takayama, S.

Curr. Opin. Plant Biol. (2012) 15, 78-83.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21968124

本ゲノム遺伝子相関領域研究では、両親に由来する２つの対立遺伝子間の相互作用を１つの中心課題として取り上げます。その中で、ゲノムインプリンティング、X染色体の不活化、優劣性といった片側対立遺伝子のみが発現する現象（monoallelic gene expression）を取り上げ、分子機構解明の現状について議論しました。様々なエピジェネティックな制御システムが、この対立遺伝子間の相互作用においても重要な役割を果たしており、本領域研究によってこれらの機構解明が加速することを期待しています。

Monoallelic gene expression and its mechanisms

Tarutani, Y., and Takayama, S.

Curr. Opin. Plant Biol. (2011) 14, 608-613.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21807553