Molecular and neural mechanisms that plant steroid hormone regulates insect memory

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21307
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Kiya Taketoshi 金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (90532309)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 植物ステロイドホルモン / ミツバチ / ショウジョウバエ / ドーパミン / Hr38 / 送粉 / 記憶 / 種間相互作用

Outline of Final Research Achievements

We investigated our hypothesis that insect behavior is manipulated by plants through memory enhancement mediated by plant steroid hormones. We found that plant steroid hormones act on dopaminergic neurons in the insect brain as an exogenous ligand to enhance memory. We also found that dopamine synthetic genes are involved in this action. Furthermore, we established screening systems for HR38 cofactors, to elucidate the molecular mechanisms of HR38 function.

Free Research Field

昆虫科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、主にショウジョウバエを用いた遺伝学的解析を行い、植物ステロイドホルモンが昆虫の脳に作用する分子神経機構の一端を明らかにした。具体的には、脳の報酬系として知られるドーパミン神経に、転写因子HR38を介して作用することを明らかにした。本研究より、昆虫と植物の異種間相互作用といった新たな概念を見出し、その機構の一端にまで迫ることが出来た。また、動物の行動が植物の物質によって制御される現象を新たに発見したことにより、動物-植物相互作用の新規な例を提示できたと考えられる。