Susumu Tonegawa

Susumu Tonegawa, född i Nagoya, Japan, 6 september 1939, japansk biolog av molekylärbiologi. Han tilldelades Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1987 för upptäckten av genetiken bakom den stora mångfalden som finns av antikroppar. Även om han vann Nobelpriset för sitt arbete inom immunologi, är Tonegawa en molekylärbiolog till utbildningen och han bytte återigen arbetsfält efter nobelpriset. Han studerar nu (2021) neurovetenskap och undersöker den molekylära, cellulära och neuronala grunden för minnesbildning och återhämtning.

År 1987 tilldelades han Albert Lasker Basic Medical Research Award.

Biografi 
Tonegawa gick på Hibiya High School i Tokyo. När han studerade vid Kyotouniversitetet, fascinerades han av operonteori efter att ha läst uppsatser av François Jacob och Jacques Monod, som han delvis tillskriver att ha inspirerat hans intresse för molekylärbiologi. Tonegawa tog examen vid Kyotouniversitetet 1963 och, på grund av begränsade möjligheter till molekylärbiologistudier i Japan vid den tiden, flyttade han därefter till University of California, San Diego för att 1968 avlägga doktorsexamen under handledning av Dr. Masaki Hayashi.

Tonegawa bor för närvarande (2021) i Boston-området med sin fru, Mayumi Yoshinari Tonegawa, som arbetade som NHK (Japan Broadcasting Corporation) regissör/intervjuare och nu är en frilansande vetenskapsskribent. Tonegawas har tre barn, Hidde Tonegawa, Hanna Tonegawa och Satto Tonegawa (död).

Karriär
Tonegawa utförde postdoktoralt arbete vid Salk Institute i San Diego i Renato Dulbeccos laboratorium. Med uppmuntran från Dr. Dulbecco, flyttade Tonegawa till Basel Institute for Immunology i Basel, Schweiz 1971, där han övergick från molekylärbiologi till immunologiska studier och utförde sina banbrytande immunologiska arbeten.

År 1981 blev Tonegawa professor vid Massachusetts Institute of Technology och 1994 utsågs han till den första direktören för MIT Center for Learning and Memory, som utvecklades under hans ledning till The Picower Institute for Learning and Memory. Tonegawa slutade som direktör 2006 och fungerade därefter som Picower-professor i neurovetenskap och biologi och utredare vid Howard Hughes Medical Institute. 

Tonegawa var också chef för RIKEN Brain Science Institute från 2009 till 2017.

Vetenskapligt arbete

Upptäckten av immunitetsmångfald
Tonegawas nobelprisarbete klargjorde den genetiska mekanismen för det adaptiva immunsystemet, som hade varit den centrala frågan om immunologi i över 100 år. Före Tonegawas upptäckt var en tidig idé att förklara det adaptiva immunsystemet med att varje gen producerar ett protein, men det finns mindre än 19 000 gener i människokroppen som ändå kan producera miljontals antikroppar. I experiment som började 1976 visade Tonegawa att genetiskt material omarrangerar sig för att bilda miljontals antikroppar. Genom att jämföra DNA från B-celler (en typ av vita blodkroppar) i embryonala och vuxna möss, observerade han att gener i de mogna B-cellerna från de vuxna mössen flyttas runt, rekombineras och raderas för att bilda mångfalden av den variabla regionen av antikroppar. År 1983 upptäckte Tonegawa också ett förstärkande transkriptionselement förenat med antikroppsgenkomplex, det första cellulära förstärkarelementet.

Neurovetenskap
Kort efter sitt Nobelpris 1990 bytte Tonegawa åter fält från immunologi till neurovetenskap, där han har bedrivit sin forskning under de efterföljande åren.

Tonegawas laboratorium var banbrytande för inledande transgena och gen-knockout-teknologier i däggdjurssystem. Han medverkade i tidigt arbete som visade betydelsen av CaMKII- (1992) och den NMDA-receptorberoende synaptiska plasticiteten (1996) i minnesbildning. Hans lab upptäckte att dendritiska nervryggar i tinningbarken är ett troligt mål för behandling av Fragilt X-syndrom. Med en dos av hämmarläkemedlet FRAX586 visade Tonegawa en markant minskning av FXS-symtom i musmodellen. 

Tonegawa var tidigt användare av optogenetik och bioteknik inom neurovetenskaplig forskning, vilket ledde till hans banbrytande arbete med att identifiera och manipulera minnesengramceller. År 2012 visade hans lab att aktiveringen av en specifik delpopulation av mushippocampusneuroner, märkta under ett paradigm för rädslakonditionering, är tillräcklig för att framkalla en beteenderespons korrelerad med ett exakt minnesspår. Detta visade för första gången att minnesinformation lagras i specifika cellulära ensembler i hippocampus, nu ofta kallade minnesengramceller. 

På senare tid fortsätter hans labb att använda optogenetisk teknologi och virusinjektionstekniker för att utöka sina upptäckter om engramcellensembler. Noterbart har Tonegawa avslöjat rollen av minnesengramcellensembler i minnesvalens, socialt minne, såväl som deras roll i hjärnsjukdomar som depression, minnesförlust och Alzheimers sjukdom. Dessa arbeten ger stöd för framtida medicinska behandlingar hos människor genom manipulation av minnesengram-ensembler.

Utmärkelser och hedersbetygelser 
Asteroiden 6927 Tonegawa
1982 – Louisa Gross Horwitz Prize
1983 – Gairdner Foundation International Award
1984 – Order of Culture (Bunkakunsho), Emperor of Japan
1984 – Foreign Associate, American Academy of Arts and Sciences of the United States
1986 – Foreign Associate, National Academy of Sciences of the United States
1986 – Robert Koch Prize
1987 – Albert Lasker Award for Basic Medical Research
1987 – Nobelprize for fysiologi eller medicin
1995 – bild på frimärke (Scott No. 1635c) issued by Gambia
2004 – Honorary Degree, Kyoto University
2006 – Medlem av American Association for the Advancement of Science
2007 – RIKEN Fellow
2009 – Honorary Degree, City University of Hong Kong
2010 – David M. Bonner Lifetime Achievement Award, UCSD

Publikationer i urval
 List of publications by Susumu Tonegawa
 Tonegawa, S. (1983). Somatic generation of antibody diversity. Nature, 302(5909), 575-581.
 Gillies, S. D., Morrison, S. L., Oi, V. T., & Tonegawa, S. (1983). A tissue-specific transcription enhancer element is located in the major intron of a rearranged immunoglobulin heavy chain gene. Cell, 33(3), 717-728.
 Mombaerts, P., Iacomini, J., Johnson, R. S., Herrup, K., Tonegawa, S., & Papaioannou, V. E. (1992). RAG-1-deficient mice have no mature B and T lymphocytes. Cell, 68(5), 869-877.
 Silva, A. J., Stevens, C. F., Tonegawa, S., & Wang, Y. (1992). Deficient hippocampal long-term potentiation in alpha-calcium-calmodulin kinase II mutant mice. Science, 257(5067), 201-206.
 Haas, W., Pereira, P., & Tonegawa, S. (1993). Gamma/delta cells. Annual review of immunology, 11(1), 637-685.
 
 Poss, K. D., & Tonegawa, S. (1997). Reduced stress defense in heme oxygenase 1-deficient cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94(20), 10925-10930.
 Shen, J., Bronson, R. T., Chen, D. F., Xia, W., Selkoe, D. J., & Tonegawa, S. (1997). Skeletal and CNS defects in Presenilin-1-deficient mice. Cell, 89(4), 629-639.
 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., & Tonegawa, S. (2002). Requirement for hippocampal CA3 NMDA receptors in associative memory recall. Science, 297(5579), 211-218.
 Liu, X., Ramirez, S., Pang, P. T., Puryear, C. B., Govindarajan, A., Deisseroth, K., & Tonegawa, S. (2012). Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall. Nature, 484(7394), 381-385.
 Ramirez, S., Liu, X., Lin, P. A., Suh, J., Pignatelli, M., Redondo, R. L., Ryan, T.J., & Tonegawa, S. (2013). Creating a false memory in the hippocampus. Science, 341(6144), 387-391.

Referenser

Noter

Externa länkar

 Nobelprize.org, Nobelpriset i medicin 1987
 Nobelprize.org, Susumu Tonegawa - självbiografi
Faculty Webpage at MIT Biology
Description of research at the Picower Institute for Learning and Memory
The Official Site of Louisa Gross Horwitz Prize
www.tonegawalab.org
Susumu Tonegawa on The Picower Institute

Japanska nobelpristagare
Nobelpristagare i medicin
Japanska biologer
Män
Födda 1939
Levande personer
WP:Projekt Japan
Personer från Nagoya
Alumner från Kyoto universitet
Alumner från University of California, San Diego