研究紹介

脳科学総合研究センター

理研-MIT神経回路遺伝学研究センター

Laboratory Head TONEGAWA Susumu (Ph.D.)
TONEGAWA Susumu (Ph.D.)

学習と記憶は、例えば自宅に帰る、テニスなどのスポーツを楽しむ、周りの人々と会話をするというような私たちの毎日の生活の営みになくてはならないものです。私たちの周りには、アルツハイマー型認知障害により、新たにものを覚えることができなくなった方や、あるいは心的外傷後ストレス障害(PTSD)によって、いやなことを思い出すことを抑制することが困難になってしまった人など、記憶に関する重い病気で苦しんでいる方が多くおられます。私たちの研究室の主な研究テーマは、学習・記憶の源となる脳の働きを解読することです。
具体的には、記憶が形成される時に脳の中で何がおきているか、いつどのようにして不安定な短期記憶が固定化されて長期記憶となるか、そして、過去に形成された記憶がいつどのようにして後に思い出されるかを、私たちは研究しています。
またさらに、記憶が意思決定(decision making)にどのような役割を演じているか、報酬、罰、注意や個人的な感情といった外的や内的因子がどのように学習や記憶に影響を及ぼしているのかについても着目しています。まとめますと、学習・記憶に焦点を絞り、脳という中枢神経系がどのようにして心を作り出しているかを明らかにしようと、私たちは研究を続けています。

研究主分野

神経科学 & 行動科学

研究関連分野

生物学 & 生化学 / 分子生物 & 遺伝学

研究テーマ

  • 嗅内皮質から海馬CA1領域への直接投射経路の記憶学習、記憶の固定化への役割
  • 海馬歯状回顆粒細胞のパターンコンプリーション、セパレーションへの役割
  • 新規性の検知、新規性に伴う学習システムに関する嗅内皮質―海馬間の直接経路と間接経路の相互作用
  • 遺伝子改変技術や光遺伝学技術を用いた記憶痕跡の可視化と操作
  • 記憶痕跡の標識技術を用いた記憶の再固定化と消去学習に関するメカニズム
  • 記憶の固定化における新規タンパク質合成依存的な長期増強の役割
  • 記憶形成におけるプリプレイと、記憶固定化におけるリプレイの役割
  • 学習記憶、意思決定、行動制御における、モノアミン神経伝達物質(ドーパミン、セロトニン、ノルエピネフリン)に関する特異的神経回路の役割
  • 脆弱X症候群におけるPAK1経路の役割

主要論文

  1. Ramirez, S., Liu, X., Lin, P.A., Suh, J., Pignatelli, M., Redondo, R., Ryan, T.J., Tonegawa, S.:
    "Creating a False Memory in the Hippocampus"
    Science. 341: 387-391 (2013).
  2. Dragoi, D. and Tonegawa, S.:
    "Distinct preplay of multiple novel spatial experiences in the rat"
    PNAS. 110 (22): 9100-9105 (2013).
  3. Dolan, B.M., Duron, S.G., Campbell, D.A., Vollrath, B., Rao, B.S.S., Ko, H.Y., Lin, G.G., Govindarajan, A., Choi, S.Y., Tonegawa, S.:
    "Rescue of fragile X syndrome phenotypes in Fmr1 KO mice by the small-molecule PAK inhibitor FRAX486"
    PNAS. 110 (14):5671-6 (2013).
  4. Liu X., Ramirez, S., Pang, P., Puryear, C., Govindarajan, A., Deisseroth, K., and Tonegawa S.:
    "Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall"
    Nature (2012), doi:10.1038/nature11028.
  5. Nakashiba, T., Cushman, J., Pelkey, K., Renaudineau, S., Buhl, D., McHugh, T.J., Rodriguez Barrera, V., Chittajallu, R., Iwamoto, K.S., McBain, C.J., Fanselow, M.S. and Tonegawa, S.:
    "Young Dentate Granule Cells Mediate Pattern Separation whereas Old Granule Cells Facilitate Pattern Completion"
    Cell 149 (1): 188-201 (2012).
  6. Nakazawa, K., Quirk, M.C., Chitwood, R.A., Watanabe, M., Yeckel, M.F., Sun, L.D., Kato, A., Carr, C.A., Johnston, D., Wilson, M.A., and Tonegawa, S.:
    "Requirement for hippocampal CA3 NMDA receptors in associative memory recall"
    Science 297:211-218 (2002).
  7. Zeng, H., Chattarji, S., Barbarosie, M., Rondi-Reig, L., Philpot, B.D., Miyakawa, T., Bear, M.F., and Tonegawa, S.:
    "Forebrain-specific calcineurin knockout selectively impairs bidirectional synaptic plasticity and working/episodic-like memory"
    Cell 107:617-629 (2001).
  8. Tsien, J.Z., Huerta, P.T., and Tonegawa, S.:
    "The essential role of hippocampal CA1 NMDA receptor-dependent synaptic plasticity in spatial memory"
    Cell 87:1327-1338 (1996).
  9. Silva, A., Paylor, R., Wehner, J.M., and Tonegawa, S.:
    "Impaired Spatial Learning in a Calcium-Calmodulin Kinase II Mutant Mice"
    Science 257:206-211 (1992).
  10. Tonegawa, S.:
    "Somatic Generation of Antibody Diversity"
    Nature 302:575-581 (1983).

メンバーリスト

主宰者

TONEGAWA Susumu
Laboratory Head

メンバー

MULROY Kathleen
Program Operations Coordinator
KING Dennis
Lab Manager/Research Specialist
HAMALIAN Arek
Financial Assistant II
O'CONNOR Tim
Software Engineer
YING HUANG Shu
Research Specialist
LOVETT Chanel
Research Specialist
RAGION Mike
Research Specialist
RAGION Carrie
Research Specialist
DAS Gishnu
Research Scientist
DRAGOI George
Research Scientist
JUNG Hae-Yoon
Research Scientist
KOHARA Keigo
Research Scientist
LIU Xu
Research Scientist
MACDONALD Chris
Research Scientist
NAKASHIBA Toshiaki
Research Scientist
SUH Junghyup
Research Scientist
SULTZMAN Lisa
Research Scientist
YAMAMOTO Jun
Research Scientist
YOUNG Jennie
Research Scientist
HUESKE Emily
Postdoctoral Associate
PIGNATELLI DI SPINAZZOLA Michele
Postdoctoral Associate
REDONDO Roger
Postdoctoral Associate
RYAN Tomas
Postdoctoral Associate
SARINANA Josh
Postdoctoral Associate
WAGATSUMA Akiko
Postdoctoral Associate
KITAMURA Takashi
Postdoctoral Fellow
OKUYAMA Teruhiro
Postdoctoral Fellow
TAKEUCHI Daigo
Postdoctoral Fellow
BUSHARD Frank
Technical Associate
DERWIN Jayson
Technical Associate
PERRY Sean
Technical Associate
SULLIVAN Heather
Technical Associate
ARONS Autumn
Technical Assistant
IMMERMAN Ellie
Technical Assistant
KAJIKAWA Koichiro
Technical Assistant
MOFFA Anthony
Technical Assistant
SMITH Lily
Technical Assistant
TWISS Carl
Technical Assistant
WANG Yanzhi
Technical Assistant
YU Wenjiang
Technical Assistant
MARTIN Jared
Technical Assistant
ZHOU Xiaoning
Spons. Res. Tech. Staff
JAIME-BUSTAMANTE Kean
Graduate Student
KIM Josh
Graduate Student
RAMIREZ Steve
Graduate Student
ROY Dheeraj
Graduate Student
XU Sangyu
Graduate Student
MOCKETT Amelia
Undergraduate
POTTER Catherine
Undergraduate
ZHOU Joanne
Undergraduate
WEST Anne
Undergraduate

お問い合わせ先

77 Massachusetts Ave.
46-5285
Cambridge, MA 02139. USA

tonegawa [at] mit.edu
※[at]は@に置き換えてください。

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