Susumu Tonegawa

Su havuzu, sıçanların ıslak olmaktan hoşlanmadıkları için bulunmasını öğrendikleri bir platformu vardır. Sonra platformu kaldırırsınız. Ama sıçanlara söylemezsiniz.

Susumu Tonegawa, Tonegawa Susumu, 5 Eylül 1939'da doğmuş bir Japon bilim insanıdır ve 1987'de Fizyoloji ve Tıp alanında Nobel Ödülü'nün tek sahibidir. Antikor çeşitliliğini üreten genetik mekanizmanın keşfi için bu ödülü almıştır. Tonegawa immünoloji alanındaki çalışmaları için Nobel Ödülü kazanmış olsa da, eğitimi itibariyle moleküler bir biyologdur ve Nobel Ödülü'nü kazandıktan sonra tekrar alan değiştirmiştir; şu anda sinir bilimi alanında çalışmakta, hafıza oluşturulması ve geri çağrılmasının moleküler, hücresel ve nöral temellerini incelemektedir.

Erken yaşam ve eğitim

Tonegawa, Nagoya, Japonya'da doğmuş ve Tokyo'daki Hibiya Lisesi'ne devam etmiştir. Kyoto Üniversitesi'nde öğrenci iken, Tonegawa François Jacob ve Jacques Monod tarafından yazılan makaleleri okuduktan sonra operon teorisine ilgi duymaya başlamış ve kısmi olarak da olsa bu iki kişiyi moleküler biyolojiye olan ilgisini ilham veren kaynaklar olarak tanımıştır. Tonegawa, Kyoto Üniversitesi'nden 1963'te mezun olmuş ve o dönemde Japonya'da moleküler biyoloji çalışması için sınırlı seçenekler bulunmasından dolayı, doktorasını Dr. Masaki Hayashi'nin danışmanlığında yapmak üzere University of California, San Diego'ya taşınmıştır. 1968'de doktorasını tamamlamıştır.

Kariyer

Tonegawa, San Diego'daki Salk Enstitüsü'nde Renato Dulbecco'nun laboratuvarında doktora sonrası çalışmalar yapmıştır. Dr. Dulbecco'nun teşvikiyle Tonegawa, 1971'de Basel, İsviçre'deki Basel Immünoloji Enstitüsü'ne taşınmış, burada moleküler biyolojiden immünoloji çalışmalarına geçmiş ve ünlü immünoloji çalışmalarını yürütmüştür.

1981'de Tonegawa, Massachusetts Institute of Technology'de profesör olmuştur. 1994'te MIT Learning and Memory Merkezi'nin ilk Müdürü olarak atanmış ve bu kurum, onun rehberliğinde The Picower Institute for Learning and Memory'ye dönüşmüştür. Tonegawa, 2006'da müdürlüğünden istifa etmiş ve şu anda Picower Sinirbilimi ve Biyoloji Profesörü ve Howard Hughes Medical Institute Araştırmacısı olarak görev yapmaktadır.

Tonegawa ayrıca 2009'dan 2017'ye kadar RIKEN Brain Science Institute'un Müdürü olarak görev yapmıştır.

Araştırma

Bağışıklık Çeşitliliğinin Keşfi

Tonegawa'nın Nobel Ödülü çalışması, 100 yıldan fazla bir süredir immünolojinin merkezi sorusu olan uyarlanabilir bağışıklık sisteminin genetik mekanizmasını aydınlatmıştır. Tonegawa'nın keşfinden önce, uyarlanabilir bağışıklık sistemini açıklamak için ileri sürülen bir erken fikir, her genin bir protein ürettiğini öne sürüyordu; ancak insan vücudunda 19,000'den az gen vardır ve yine de milyonlarca antikor üretilebilmektedir. 1976'dan itibaren gerçekleştirdiği deneylerde Tonegawa, genetik materyalin milyonlarca antikor oluşturmak üzere kendisini yeniden düzenleyebildiğini göstermiştir. Embriyonik ve yetişkin farelerden alınan B hücrelerinin (bir tür beyaz kan hücresi) DNA'larını karşılaştırarak, yetişkin farelerinin olgun B hücrelerindeki genlerin antikorbilerin değişken bölgesinin çeşitliliğini oluşturmak üzere hareket ettirildiğini, yeniden birleştirildiğini ve silindiğini gözlemlemiştir. 1983'te Tonegawa, antikor gen kompleksi ile ilişkili transaksiyonel artıştırıcı elemanını (ilk hücresel artıştırıcı eleman) keşfetmiştir.

Sinirbilimi

Nobel Ödülü'nü aldıktan kısa süre sonra 1990'da Tonegawa yeniden immünolojiden sinirbilime geçmiş ve sonraki yıllarda araştırmalarını bu alanda yoğunlaştırmıştır.

Tonegawa'nın laboratuvarı, memelilerde giriş seviyesi transgenik ve gen-nakavt teknolojilerinin öncüsü olmuştur. Çalışmalarında CaMKII'nin (1992) ve NMDA reseptörüne bağımlı sinaptik plastisite'nin (1996) hafıza oluşumundaki önemine dair erken çalışmalara katılmıştır.

Tonegawa'nın laboratuvarı, temporal korteksteki dendritik nöron omurgalarının Fragile X Sendromu tedavisi için muhtemel bir hedef olduğunu keşfetmiştir. FRAX586 inhibitör ilaçının tek bir dozu ile Tonegawa, fare modelinde FXS semptomlarında belirgin bir azalma göstermiştir.

Tonegawa, sinirbilim araştırmalarında optogenetik ve biyoteknoloji'nin erken benimseyicilerinden biri olmuş ve hafıza engram hücrelerini belirleme ve manipüle etme konusundaki çığır açıcı çalışmalara yol açmıştır. 2012'de laboratuvarı, bir korku koşullandırması paradigması sırasında etiketlenen belirli bir fare hipokampus nöron alt popülasyonunun aktivasyonunun, kesin bir hafıza izine bağlı davranışsal bir tepkiyi ortaya çıkarmak için yeterli olduğunu göstermiştir. Bu, ilk defa hafıza bilgisinin hipokampustaki belirli hücresel ensemblerlerde depolandığını göstermiş ve bu hücreler şu anda sıklıkla hafıza engram hücreler olarak adlandırılmaktadır.

Daha yakın zamanda, laboratuvarı engram hücresi ensembleri hakkındaki bulgularını genişletmek için optogenetik teknoloji ve virüs enjeksiyon tekniklerini kullanmaya devam etmektedir. Özellikle Tonegawa, hafıza engram hücresi ensemblelerinin hafıza değeri, sosyal hafıza ve bunların depresyon, amnezi ve Alzheimer hastalığı gibi beyin bozuklukları rol oynayabildiğini ortaya koymuştur. Bu çalışmalar, hafıza engram ensemblelerinin manipülasyonu yoluyla insanlarda gelecekteki tıbbi tedavilerin kanıtını sağlamaktadır.

Kişisel hayat

Tonegawa, Boston bölgesinde karısı Mayumi Yoshinari Tonegawa ile birlikte yaşamaktadır. Eşi, NHK Japan Broadcasting Corporation'da yönetmen/mülakatçı olarak çalışmış ve şu anda serbest çalışan bir bilim yazarıdır. Tonegawalar'ın üç çocuğu vardır: Hidde Tonegawa, Hanna Tonegawa ve Satto Tonegawa (vefat etmiştir).

Tonegawa, Boston Red Sox'un hayranıdır ve 2004 Dünya Serileri şampiyonluk sezonunda açılış atışını yapmıştır.

Seçilmiş ödüller ve onurlar

• 1982 – Louisa Gross Horwitz Ödülü
• 1983 – Gairdner Foundation Uluslararası Ödülü
• 1984 – Kültür Emresi Bunkakunsho, Japonya İmparatoru
• 1984 – Yabancı Üye, American Academy of Arts and Sciences of the United States
• 1986 – Yabancı Üye, National Academy of Sciences of the United States
• 1986 – Robert Koch Ödülü
• 1987 – Albert Lasker Award for Basic Medical Research
• 1987 – Fizyoloji ve Tıp alanında Nobel Ödülü
• 1995 – Gambiya tarafından çıkarılan Scott No. 1635c damgasında onurlandırıldı
• 2004 – Onursal Derece, Kyoto Üniversitesi
• 2006 – Üye, American Association for the Advancement of Science
• 2007 – RIKEN Araştırmacısı
• 2009 – Onursal Derece, City University of Hong Kong
• 2010 – David M. Bonner Lifetime Achievement Award, UCSD

Seçilmiş yayınlar

• Susumu Tonegawa tarafından yayın listesi
• 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.