Susumu Tonegava (, Tonegava Susumu), japonski imunolog in nevrobiolog, nobelovec, * 5. september 1939, Nagoja, Japonska, † 11. julij 2026, San Mateo, Kalifornija, Združene države Amerike.

Tonegava je kot prvi Japonec prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino, za svoje odkritje kako je organizem sposoben ustvariti milijone različnih protiteles z omejenim naborom genov zanje.

Življenje in delo Tonegava se je rodil kot sin inženirja, ki je vzdrževal tekstilne stroje v različnih krajih po Japonski in družina se je veliko selila. Srednjo šolo je obiskoval v Tokiu, kjer ga je pričela zanimati kemija, zato je leta 1959 vpisal študij kemije na Univerzi v Kjotu. Med absolventskim stažem pa je njegovo pozornost pritegnila molekularna biologija, zato se je pridružil laboratoriju Itaruja Vatanabeja, enemu redkih v državi, ki so izvajali raziskave na tem področju. Vendar mu je Vatanabe svetoval, naj odide v ZDA zaradi neperspektivnih pogojev v laboratorijih povojne Japonske, vključno z njegovim.

Po diplomi leta 1963 je tako Tonegava odšel v ZDA, na tedaj ravno ustanovljeno Univerzo Kalifornije v San Diegu. Tu je študiral pod mentorstvom Masakija Hajašija in doktoriral leta 1968 z dizertacijo o nadzoru genskega prepisovanja pri bakteriofagih. Z delom na tem področju je nadaljeval tudi po doktoratu, najprej pri Hajašiju, nato pa pri Renatu Dulbeccu na Salkovem inštitutu za biološke študije. Konec leta 1970 je moral sodelovanje prekiniti, saj mu je potekel vizum za bivanje v ZDA in je moral vsaj za dve leti zapustiti državo preden bi lahko zaprosil za novega.

Po nasvetu Dulbecca je odšel na novoustanovljeni imunološki inštitut v švicarskem Baslu, čeprav ni imel praktično nobenih izkušenj na tem področju. Tu se je seznanil z enim najpomembnejših nerešenih vprašanj v imunologiji - o genetskem izvoru raznolikosti protiteles v osebku, ki se specifično vežejo na praktično vsak virus, bakterijo in drug mikroorganizem, s katerim pride osebek v stik, čeprav genski zapis zanje ni posebej obsežen. S sodelavci je izkoristil nove molekularne tehnike, kot je uporaba restrikcijskih encimov in rekombinantne DNK, ter primerjal genski zapis v celicah imunskega sistema zarodkov in odraslih živali. Ugotovili so, da se v limfocitih B, ki proizvajajo protitelesa, dogaja naključno prerazporejanje genskih fragmentov, kar je pojasnilo raznolikost produktov. Namesto dveh let je v Švici ostal do leta 1981.

Po vrnitvi v ZDA je dobil mesto predavatelja in vodje raziskovalne skupine na Centru za raziskave raka na Tehnološkem inštitutu Massachusettsa (MIT). Tu se je posvetil drugemu delu imunskega sistema, ki izkazuje podobno raznolikost, T-celičnim receptorjem na limfocitih T. V 1990. letih je znova menjal raziskovalno področje, tokrat se je preusmeril na nevrobiologijo in pričel raziskovati gensko osnovo učenja in spomina pri modelnih organizmih. Na MIT je ustanovil Picowerjev inštitut za učenje in spomin, ki ga je vodil do leta 2006. Takrat ga je univerzitetna komisija obtožila neprimernega ravnanja, ko je drug inštitut MIT ponudil zaposlitev podoktorski raziskovalki na sorodnem področju (odvrnil jo je od sprejetja ponudbe z ustrahovanjem da bo njuno raziskovalno delo v konfliktu, zaradi česar bo imela težave). Zato je odstopil kot direktor inštituta, še vedno pa tam deluje kot raziskovalec.

Raziskave Imunologija Tonegava je s svojim delom razjasnil genetski mehanizem adaptivnega imunskega sistema, ki je bil več kot 100 let osrednje vprašanje imunologije. Pred Tonegawinim odkritjem je ena od zgodnjih idej za razlago adaptivnega imunskega sistema predlagala, da vsak gen proizvaja en protein; vendar je v človeškem telesu manj kot 19.000 genov, ki kljub temu lahko proizvajajo milijone protiteles. V poskusih, ki so se začeli leta 1976, je Tonegava pokazal, da se genetski material preuredi in tvori milijone protiteles. S primerjavo DNK celic B (vrsta belih krvničk) pri embrionalnih in odraslih miših je opazil, da se geni v zrelih celicah B odraslih miši premikajo, rekombinirajo in brišejo, da tvorijo raznolikost variabilne regije protiteles. Ta proces je znan kot rekombinacija V(D)J.

Leta 1983 je Tonegava odkril tudi transkripcijski ojačevalni element, povezan s kompleksom genov protiteles, prvi celični ojačevalni element.

Nevroznanost Kmalu po prejemu Nobelove nagrade je Tonegava ponovno spremenil področje delovanja iz imunologije v nevroznanost, kjer je v naslednjih letih osredotočil svoje raziskave.

Tonegavin laboratorij je bil pionir uvodnih transgenih in gensko izbitih tehnologij v sesalskih sistemih. Sodeloval je v zgodnjih delih, ki so dokazovala pomen CaMKII-(1992) in od receptorjev NMDA odvisne sinaptične plastičnosti (1996) pri oblikovanju spomina.

Tonegavin laboratorij je odkril, da so dendritični nevronski trni v temporalni skorji verjetna tarča za zdravljenje sindroma fragilnega X. Z enim odmerkom zaviralnega zdravila FRAX586 je Tonegava pokazal izrazito zmanjšanje simptomov FXS v mišjem modelu.

Tonegava je bil zgodnji uporabnik optogenetike in biotehnologije v nevroznanstvenih raziskavah, kar je privedlo do njegovega prelomnega dela na identificiranju in manipuliranju celic spominskega engrama. Leta 2012 je njegov laboratorij dokazal, da je aktivacija specifične podpopulacije mišjih hipokampalnih nevronov, označenih med paradigmo pogojevanja strahu, zadostna za sprožitev vedenjskega odziva, povezanega z natančno sledjo spomina. To je prvič pokazalo, da so informacije o spominu shranjene v specifičnih celičnih ansamblih v hipokampusu, ki jih danes pogosto imenujemo celice spominskega engrama.

V zadnjem času njegov laboratorij še naprej uporablja optogenetsko tehnologijo in tehnike vbrizgavanja virusov za razširitev svojih ugotovitev o ansamblu spominskih engramskih celic. Tonegava je odkril vlogo ansamblov spominskih engramskih celic v spominski valenci, socialnem spominu, pa tudi njihovo vlogo pri možganskih motnjah, kot so depresija, amnezija in Alzheimerjeva bolezen. Ta dela zagotavljajo dokaze o konceptu za prihodnje zdravljenje ljudi z manipulacijo ansamblov spominskih engramov.

Osebno življenje Tonegava je živel na območju Bostona s svojo ženo Majumi Jošinari Tonegava, ki je delala kot direktorica/izpraševalka NHK (Japan Broadcasting Corporation), zdaj pa je samostojna znanstvena pisateljica. Tonegava imata tri otroke, Hidde Tonegava, Hanna Tonegava in Satto Tonegava (pokojni).

Tonegava je bil oboževalec Boston Red Sox in je v sezoni 2004 svetovnega prvenstva v sezoni 2004 vrgel uvodno podajo.

Umrl je 11. julija 2026 v starosti 86 let. Po pogrebu v krogu ožjih družinskih članov bodo njegovi posmrtni ostanki pokopani v Kjotu na Japonskem.

Izbrane nagrade in priznanja

1982 nagrada Louise Gross Horwitz 1983 mednarodna nagrada fundacije Gairdner 1984 red kulture (Bunkakunsho), japonski cesar 1984 tuji sodelavec, Ameriška akademija umetnosti in znanosti Združenih držav AmerikeRecipients of American Academy of Arts and Sciences Fellow award | MIT Biology 1986 tuji sodelavec, Nacionalna akademija znanosti Združenih držav AmerikeRecipients of National Academy of Sciences Member award | MIT Biology 1986 nagrada Roberta Kocha 1987 nagrada Alberta Laskerja za temeljne medicinske raziskave 1987 Nobelova nagrada za fiziologijo ali medicino 1995 odlikovana znamka (Scott št. 1635c), ki jo je izdala Gambija 2004 častna diploma, Kjotska univerza 2006 članstvo v Ameriškem združenju za napredek znanosti 2007 članstvo v RIKEN 2009 častni doktorat, Mestna univerza v Hong KonguHonorary Doctor of Science Professor Susumu TONEGAWA 2010 nagrada Davida M. Bonnerja za življenjsko delo, UCSD

Bibliografija

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.

Sklici

Viri

Zunanje povezave

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

Kategorija:Japonski biologi Kategorija:Japonski akademiki Kategorija:Imunologi Kategorija:Nevroznanstveniki Kategorija:Diplomiranci Univerze v Kjotu Kategorija:Doktorirali na Univerzi Kalifornije, San Diego Kategorija:Predavatelji na Tehnološkem inštitutu Massachusettsa Kategorija:Laskerjevi nagrajenci Kategorija:Nobelovi nagrajenci za fiziologijo ali medicino Kategorija:Člani Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike Kategorija:Člani Ameriške akademije umetnosti in znanosti