Investigation of neural mechanisms that mediates behavior decision under multiple environmental stimuli in C. elegans

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15845
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Takeishi Asuka 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 理研白眉研究チームリーダー (30862007)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 神経 / 行動 / 線虫 / イメージング / 温度 / 匂い

Outline of Final Research Achievements

In order to investigate how brain processes multiple information, we used the model animal C. elegans and examined how it makes behavioral decisions when it is exposed to multiple environmental stimuli. Specifically, we conducted behavior assays and calcium imaging assays on single neurons on the worms that are exposed to temperature and odor stimuli simultaneously. Our results show that C. elegans prioritizes different environmental cue depending on the circumstance of the animal. We succeeded to identify couple candidate gene that are involved in the integration of odor and temperature stimuli.

Free Research Field

神経行動学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに、単一刺激に対する個体の応答や情報処理の神経機構が解明されてきた。しかし、常に複数の刺激を受け取る脳が、いかに各情報のバランスをとり、行動を選択するのかについての多くは明らかでない。本研究では、感覚の統合に関与することが示唆される進化的に保存された遺伝子の候補を同定した。行動障害には脳内での情報処理異常が関与すると考えられており、本研究をさらに発展させることでヒトの行動障害機構の解明に寄与することが期待される。