Mechanisms of memory formation and generation of adaptive behavior

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06952
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kunitomo Hirofumi 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20302812)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 記憶と学習 / 線虫 / 化学感覚 / シナプス / 塩化物イオンチャネル / 神経ペプチド

Outline of Final Research Achievements

Learning and memory are the abilities necessary for an organism to adapt to its environment and successfully reproduce. It is not fully understood what physiological changes in the brain occur when memories are formed depending on experience and behavior is modulated based on those memories. To address this at the genetic level, we investigated the mechanism of taste learning in the nematode C. elegans. We revealed the regulatory mechanisms of the neural circuit that play a pivotal role in behavioral control and reported a new mechanism of synaptic plasticity. We also revealed the roles of genetic pathways required for taste learning.

Free Research Field

分子遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経細胞間の情報伝達の変化は、記憶や学習のしくみの一つと考えられている。本研究は線虫の味覚学習をモデルとして、感覚受容を担う味覚神経と、その情報を処理する介在神経との間の情報伝達が経験に依存して変化する機構を遺伝子レベルで明らかにした。また、線虫の学習に必要な新規遺伝子として、神経や筋の興奮性を調節する塩化物イオンチャネルを同定し、それが行動の制御に果たす役割を明らかにした。これらの遺伝子はヒトを含む多くの動物種で保存されている。本研究で明らかになった神経伝達調節機構や遺伝子の機能は、記憶と学習のしくみをより深く理解することに貢献した。