Gregg Semenza

Nuoruus ja opiskelu

Gregg Semenza syntyi vuonna 1956 New Yorkin Flushingin alueella. Hänellä oli neljä nuorempaa sisarusta, ja toinen perheen vanhemmistaan oli psykoterapeutti ja toinen opettaja. Gregg kasvoi Westchesterin piirikunnassa New Yorkin pohjoispuolella.
Semenza innostui luonnontieteistä high schoolissa biologian opettajansa Rose Nelsonin ansiosta. Hän pääsi opiskelemaan Harvardin yliopistoon ja suunnitteli alkujaan uraa perinnöllisyystieteen perusasioiden parissa. Perhetutun saatua Downin oireyhtymää sairastaneen lapsen Semenza päätti suuntautua perinnöllisyyslääketieteeseen. Alemman Bachelor of Arts -korkeakoulututkinnon Semenza suoritti valmiiksi vuonna 1978.
Valmistuttuaan Harvardista Semenza lähti jatkamaan opintojaan Pennsylvanian yliopistoon, missä hän tutki perinnöllistä beetatalassemiaa, jossa punasolut eivät tuota tarpeeksi hemoglobiinia muodostavia proteiineja. Väitöstutkimuksessaan Semenza työskenteli Elias Schwartzin ja Saul Surreyn laboratoriossa Philadelphian lastensairaalassa. Hän valmistui sekä maisteriksi että tohtoriksi vuonna 1984. Semenza halusi suuntautua lastentauteihin, sillä monet perinnölliset sairaudet ovat näkyvissä ja lapsilla ja siksi monet potilaat ovat lapsia. Hän teki harjoittelujaksonsa Duken yliopistossa ja väitöskirjan jälkeistä tutkimusta Johns Hopkinsin yliopistossa.

Ura

Semenzan ura Johns Hopkinsin yliopistossa alkoi perinnöllisyyslääketieteen potilaiden ja lastentautien päivystysosastolla. Semenza ehdotti 1980-luvun lopulla tutkimusprojektia, jossa hän voisi siirtää hiiriin ihmisen hyytymistekijä VIII -geenin. Hän pyysi Genetics Institute -yrityksen tutkijoilta geenin kloonia ja sai lisäksi myös erytropoietiiniin (epo) vaikuttavan geenin. Tutkijat uskoivat, että Semenza voisi olla kiinnostunut myös sen tutkimisesta.
Semenza teki yhteistyötä kantasolututkimuksen uranuurtajan John Gearhartin kanssa ja onnistui siirtämään ihmisen epogeenin hiireen. Hän sai pian tämän jälkeen Yhdysvaltain terveysvirastolta rahoituksen epogeenin tutkimisesta. Semenza jatkoi rahoituksen avulla punasolujen säätelyn tutkimista. Hän halusi löytää mekanismin, joka sai aikaan erytropoietiinihormonin tuotantoa vähähappisissa ympäristöissä. Semenza julkaisi Guang Wangin kanssa vuonna 1992 tutkimuksen, jossa he esittelivät löytäneensä proteiinit HIF1A:n ja HIF1B:n. Ensin mainitun määrä kasvoi nopeasti happivajeessa ja palasi päinvastoin nopeasti myös takaisin normaaliksi.
HIF1-tekijän löytämisen jälkeen Semanza jatkoi myös muiden geenien etsimistä. Hän onnistui ryhmänsä kanssa huomaamaan, että HIF1 vaikutti myös VEGF-kasvutekijään, jonka tiedettiin jo ennestään edistävän uusien verisuonien muodostumista. Gearhartin kanssa yhteistyössä Semanza loi hiiriä, joilta puuttui HIF1A-geeni. Puuttuva geeni johti hiirten alkioiden sydän- ja verisuonijärjestelmän kehittymisen pettämiseen ja alkioiden kuolemisen.
Semenza alkoi 1990-luvulla tutkia HIF1:n vaikutusta erilaisiin syöpätyypeihin ja miten sen ylitarjonta vaikuttaa syöpiin. 2000-luvun alussa hän oli mukana julkaisemassa tutkimuksia, joissa osoitettiin, kuinka HIF1:llän määrään syöpäsoluissa voi olla kaksi erilaista syytä. Sitä voi syntyä sekä geneettisten syiden takia mutta toisaalta kasvainten vähähappisten olosuhteiden takia. Semenza siirsi tämän jälkeen työnsä kohti HIF1-lääkehoitoon. Vuodesta 2003 Semenza onjohtanut Johns Hopkinsin yliopiston verisuonistobiologian ohjelmaa.

Tunnukset ja merkitys

Semenza on saanut urallaan useita palkintoja. Vuonna 2019 hän sai Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon, jonka hän jakoi William Kaelinin ja Peter Ratcliffen kanssa. Heidän tutkimustensa ansiosta on löytynyt tietoa siitä, miten happi säätelee elimistön fysiologiaa. Kolmikko oli jakanut vuonna 2016 Albert Lasker -palkinnon lääketieteellisestä perustutkimustyöstä. Canada Gairdner International Award -palkinnon Semenza sai vuonna 2010 tunnistettuaan sen, miten solut aistivat molekyylitasolla niiden happitason. Semenzan työn ansiosta tutkijat ovat pystyneet ymmärtämään paremmin, miten solut sopeutuvat muuttuvaan happitasoon. HIF1-proteiinin löytämisellä on ollut laaja merkitys vähähappisuuteen liittyvien sairauksien, kuten sepelvaltimotaudin ja erilaisten syöpien, hoidossa.