Введение

Японский ученый (род. 1939)

Сусуму Тонегава (利根川 進) – японский ученый, единственный лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1987 году за открытие V(D)J-рекомбинации, генетического механизма, обеспечивающего разнообразие антител. Хотя Нобелевскую премию он получил за работы в области иммунологии, по образованию Тонегава – молекулярный биолог, и после получения премии он вновь сменил область исследований; сейчас он изучает нейронауку, исследуя молекулярные, клеточные и нейронные основы формирования и воспроизведения памяти.

Ранние годы и образование

Тонегава родился в Нагое, Япония, и учился в старшей школе Хибия в Токио. Будучи студентом Киотского университета, Тонегава увлекся теорией оперонов, прочитав работы Франсуа Жакоба и Жака Монода, которых он считает одним из источников вдохновения для своего интереса к молекулярной биологии. Тонегава окончил Киотский университет в 1963 году и, в связи с ограниченными возможностями для изучения молекулярной биологии в Японии в то время, переехал в Калифорнийский университет в Сан-Диего для получения докторской степени под руководством доктора Масаки Хаяши. Он получил степень доктора философии в 1968 году.

Карьера

Тонегава провел постдокторантскую работу в Институте Солка в Сан-Диего в лаборатории Ренато Дулбекко. Поощряемый доктором Дулбекко, Тонегава переехал в Базельский институт иммунологии в Базеле, Швейцария, в 1971 году, где он перешел от молекулярной биологии к иммунологическим исследованиям и провел свои основополагающие исследования в области иммунологии. В 1981 году Тонегава стал профессором в Массачусетском технологическом институте. В 1994 году он был назначен первым директором Центра обучения и памяти МИТ, который под его руководством развился в Институт Пикоуэра по изучению обучения и памяти. Тонегава оставил пост директора в 2006 году и в настоящее время является профессором нейробиологии и биологии в Институте Пикоуэра, а также исследователем Медицинского института Говарда Хьюза. Тонегава также занимал должность директора Института мозговых наук RIKEN с 2009 по 2017 год.

Иммунология

Работа Тонегавы, удостоенная Нобелевской премии, прояснила генетический механизм адаптивной иммунной системы, который на протяжении более 100 лет оставался центральным вопросом иммунологии. До открытия Тонегавы одна из ранних теорий, объясняющих адаптивную иммунную систему, предполагала, что каждый ген кодирует один белок; однако в человеческом организме менее 19 000 генов, при этом они способны производить миллионы антител. В экспериментах, начатых в 1976 году, Тонегава показал, что генетический материал подвергается перестройке, формируя миллионы антител. Сравнивая ДНК В-клеток (типа лейкоцитов) у эмбриональных и взрослых мышей, он обнаружил, что гены в зрелых В-клетках взрослых мышей перемещаются, рекомбинируются и удаляются, что обеспечивает разнообразие вариабельного участка антител. Этот процесс известен как V(D)J-рекомбинация. В 1983 году Тонегава также открыл транскрипционный энхансер, связанный с комплексом генов антител – первый клеточный энхансер.

Нейробиологии

Вскоре после получения Нобелевской премии в 1990 году Тонегава вновь сменил область исследований, перейдя от иммунологии к нейробиологии, где он сосредоточил свои работы в последующие годы. Лаборатория Тонегава стала пионером в разработке трансгенных и генно-нокаутных технологий для млекопитающих. Он принимал участие в ранних исследованиях, продемонстрировавших важность CaMKII (1992) и синаптической пластичности, зависимой от NMDA-рецепторов (1996), в формировании памяти. Лаборатория Тонегава обнаружила, что дендритные нейронные шипы в височной коре являются перспективной мишенью для лечения синдрома хрупкой Х-хромосомы. После однократной дозы ингибитора FRAX586 у мышей Тонегава было отмечено выраженное снижение симптомов FXS. Тонегава одним из первых начал применять оптогенетику и биотехнологии в нейробиологических исследованиях, что привело к его прорывной работе по идентификации и манипулированию клетками энграммы памяти. В 2012 году его лаборатория показала, что активация специфической субпопуляции нейронов гиппокампа мыши, меченных в ходе эксперимента по обусловливанию страхом, достаточна для вызова поведенческой реакции, коррелирующей с конкретным следом памяти. Это впервые продемонстрировало, что информация о памяти хранится в специфических клеточных ансамблях гиппокампа, которые теперь часто называют клетками инграммы памяти. В последнее время его лаборатория продолжает использовать оптогенетические технологии и методы вирусной доставки для расширения своих знаний об ансамблях клеток инграммы. Важно отметить, что Тонегава выявил роль ансамблей клеток инграммы памяти в валентности памяти, социальной памяти, а также их участие в развитии таких расстройств мозга, как депрессия, амнезия и болезнь Альцгеймера. Эти работы предоставляют концептуальное обоснование для будущих методов лечения людей, основанных на манипулировании ансамблями инграмм памяти.

Личная жизнь

В настоящее время Тонегава проживает в районе Бостона вместе со своей женой, Майуми Ёсинари Тонегава, которая работала режиссером и интервьюером на NHK (Японская вещательная корпорация), а сейчас является независимым научным журналистом. У Тонегавы трое детей: Хидде Тонегава, Ханна Тонегава и Сатто Тонегава (умерший). Тонегава – болельщик "Бостон Ред Сокс" и сделал символический первый бросок в начале игры в их чемпионский сезон 2004 года.