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Susumu Tonegawa, Tonegawa Susumu, nascido em 5 de setembro de 1939 é um cientista japonês que foi o único recipiente do Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1987, pela sua descoberta do mecanismo genético que produz diversidade de anticorpos. Embora tenha ganhado o Prêmio Nobel por seu trabalho em imunologia, Tonegawa é um biólogo molecular por formação e mudou de campo novamente após sua vitória no Prêmio Nobel; ele agora estuda neurociência, examinando a base molecular, celular e neuronal da formação e recuperação da memória.
Vida inicial e educação
Tonegawa nasceu em Nagoya, Japão e frequentou a Hibiya High School em Tokyo. Enquanto era estudante na Universidade de Kyoto, Tonegawa ficou fascinado com a teoria do operon após ler artigos de François Jacob e Jacques Monod, a quem credita em parte por inspirar seu interesse em biologia molecular. Tonegawa se formou na Universidade de Kyoto em 1963 e, devido às opções limitadas para estudo de biologia molecular no Japão na época, mudou-se para a Universidade da Califórnia, San Diego para fazer seu doutorado sob a orientação do Dr. Masaki Hayashi. Ele recebeu seu Ph.D. em 1968.
Carreira
Tonegawa realizou trabalho pós-doutoral no Salk Institute em San Diego no laboratório de Renato Dulbecco. Com encorajamento do Dr. Dulbecco, Tonegawa mudou-se para o Basel Institute for Immunology em Basel, Suíça em 1971, onde fez a transição da biologia molecular para estudos de imunologia e realizou seus estudos marcantes em imunologia.
Em 1981, Tonegawa tornou-se professor no Massachusetts Institute of Technology. Em 1994, foi designado como o primeiro Diretor do MIT Center for Learning and Memory, que se desenvolveu sob sua orientação no The Picower Institute for Learning and Memory. Tonegawa renunciou à sua posição de diretor em 2006 e atualmente atua como Picower Professor of Neuroscience and Biology e um Howard Hughes Medical Institute Investigator.
Tonegawa também serviu como Diretor do RIKEN Brain Science Institute de 2009 a 2017.
Pesquisa
Descoberta da Diversidade de Imunidade
O trabalho do Prêmio Nobel de Tonegawa elucidou o mecanismo genético do sistema imunológico adaptativo, que havia sido a questão central da imunologia por mais de 100 anos. Antes da descoberta de Tonegawa, uma ideia inicial para explicar o sistema imunológico adaptativo sugeria que cada gene produz uma proteína; no entanto, existem menos de 19.000 genes no corpo humano que mesmo assim podem produzir milhões de anticorpos. Em experimentos começando em 1976, Tonegawa mostrou que o material genético se reorganiza para formar milhões de anticorpos. Comparando o DNA de células B um tipo de glóbulo branco em ratos embrionários e adultos, ele observou que genes nas células B maduras dos ratos adultos são movidos, recombinados e deletados para formar a diversidade da região variável dos anticorpos. Em 1983, Tonegawa também descobriu um elemento intensificador transcricional associado ao complexo do gene de anticorpo, o primeiro elemento intensificador celular.
Neurociência
Logo após seu Prêmio Nobel em 1990, Tonegawa novamente mudou de campo da imunologia para a neurociência, onde focou sua pesquisa nos anos seguintes.
O laboratório de Tonegawa foi pioneiro em tecnologias transgênicas introdutórias e de knockout gênico em sistemas de mamíferos. Ele esteve envolvido no trabalho inicial demonstrando a importância do CaMKII em 1992 e da plasticidade sináptica dependente do receptor NMDA em 1996 na formação da memória.
O laboratório de Tonegawa descobriu que as espinhas neuronais dendríticas no córtex temporal são um alvo provável para o tratamento da Síndrome do X Frágil. Com uma dosagem do fármaco inibidor FRAX586, Tonegawa mostrou uma redução marcada dos sintomas da SXF no modelo de camundongo.
Tonegawa foi um dos primeiros a adotar optogenética e biotecnologia em pesquisa em neurociência, levando ao seu trabalho inovador identificando e manipulando células de engrama de memória. Em 2012, seu laboratório demonstrou que a ativação de uma subpopulação específica de neurônios do hipocampo de camundongo, marcados durante um paradigma de condicionamento do medo, é suficiente para evocar uma resposta comportamental correlacionada com um traço de memória preciso. Isso demonstrou pela primeira vez que a informação de memória é armazenada em conjuntos celulares específicos no hipocampo, agora frequentemente chamados de células de engrama de memória.
Mais recentemente, seu laboratório continua a empregar tecnologia optogenética e técnicas de injeção de vírus para expandir suas descobertas sobre o conjunto de células de engrama. Notavelmente, Tonegawa descobriu o papel dos conjuntos de células de engrama de memória na valência da memória, memória social, bem como seu papel em distúrbios cerebrais como depressão, amnesia e doença de Alzheimer. Estes trabalhos fornecem provas de conceito para futuros tratamentos médicos em humanos através da manipulação de conjuntos de engrama de memória.
Vida pessoal
Tonegawa atualmente reside na área de Boston com sua esposa, Mayumi Yoshinari Tonegawa, que trabalhou como diretora/entrevistadora da NHK Japan Broadcasting Corporation e agora é uma escritora científica freelancer. Os Tonegawas têm três filhos, Hidde Tonegawa, Hanna Tonegawa e Satto Tonegawa falecido.
Tonegawa é fã do Boston Red Sox e lançou o primeiro arremesso durante a temporada do campeonato da World Series de 2004.
Prêmios e honras selecionados
- 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 – Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina
- 1995 – homenageado em um selo Scott No. 1635c emitido por Gambia
- 2004 – Honorary Degree, Kyoto University
- 2006 – Member, 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
Publicações selecionadas
- Lista de publicações por Susumu Tonegawa
- Tonegawa, S. 1983. Somatic generation of antibody diversity. Nature, 3025909, 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, 333, 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, 685, 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, 2575067, 201-206.
- Haas, W., Pereira, P., & Tonegawa, S. 1993. Gamma/delta cells. Annual review of immunology, 111, 637-685.
- Tsien, Joe Z.; Huerta, Patricio T.; Tonegawa, Susumu 1996. "The Essential Role of Hippocampal CA1 NMDA Receptor–Dependent Synaptic Plasticity in Spatial Memory". Cell. 87 7: 1327–1338. doi:10.1016/S0092-86740081827-9. PMID 8980238. S2CID 2730362.
- Poss, K. D., & Tonegawa, S. 1997. Reduced stress defense in heme oxygenase 1-deficient cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 9420, 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, 894, 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, 2975579, 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, 4847394, 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, 3416144, 387-391.
