Susumu Tonegawa – Nobelpristager bag opdagelsen af antistofdiversitet
Susumu Tonegawa: Nobelprisvinder, der afslørede den genetiske mekanisme bag antistofdiversitet — banebrydende immunologisk forskning og studier i hukommelsens molekylære grundlag.
I dette japanske navn er efternavnet Tonegawa.
Susumu Tonegawa (født den 6. september 1939) er en japansk videnskabsmand, som vandt Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1987.
Han opdagede den genetiske mekanisme, der skaber antistofdiversitet. Selv om han har vundet Nobelprisen for sit arbejde inden for immunologi, er Tonegawa molekylærbiolog af uddannelse. I sine senere år har han rettet sin opmærksomhed mod det molekylære og cellulære grundlag for hukommelse.
Tonegawa er bedst kendt for at have belyst den genetiske mekanisme i det adaptive immunsystem. Hvis hvert antistof blev kodet af ét gen, ville det kræve millioner af gener at beskytte mod antigener.
Som Tonegawa viste i stedet i en banebrydende række eksperimenter fra 1976, kan genetisk materiale omarrangere sig selv for at danne det store udvalg af tilgængelige antistoffer. Den vigtigste mekanisme kaldes RNA-splejsning.
Antistoffer har en "variabel region" i deres struktur. Tonegawa sammenlignede DNA'et fra B-celler (en type hvide blodlegemer) i embryonale og voksne mus. Han fandt ud af, at generne i de voksne mus' modne B-celler flyttes rundt, rekombineres og slettes for at skabe de mange versioner af antistoffernes variable område.
Opdagelsen — hvad Tonegawa viste
Hovedfundet var, at immungener ikke forbliver statiske fra fødsel til voksenliv. I stedet gennemgår generne, der koder for antistoffers variable regioner, somatisk rekombination — segmenter af DNA sættes sammen på nye måder under B-cellens modning. Dette forklarer, hvordan et begrænset antal gensegmenter kan give anledning til et enormt repertoire af forskellige antistoffer.
Teknisk set viste Tonegawas eksperimenter, ved sammenligning af DNA fra embryonale celler og modne B-celler hos mus, at de genomiske regioner for immungener er omarrangerede i de modne B-celler. Han brugte molekylære metoder til at påvise disse ændringer i DNA-strukturen. Denne DNA-rekombination (ofte benævnt V(D)J-rekombination) kombineres senere med processer som RNA-splejsning og, i nogle tilfælde, somatisk hypermutation for at øge diversiteten yderligere.
Betydning for immunologi og bioteknologi
- Forklaring på antistofdiversitet: Tonegawas opdagelse løste et grundlæggende biologisk problem: hvordan organismen kan genkende et næsten ubegrænset antal fremmede stoffer med et begrænset genom.
- Praktiske anvendelser: Indsigt i de molekylære mekanismer bag antistofdannelse har været afgørende for udvikling af monoklonale antistoffer, vacciner og terapeutiske antistoffer inden for medicin og bioteknologi.
- Sygdomsforståelse: Kendskab til rekombinationsprocesserne har også gjort det muligt bedre at forstå autoimmune sygdomme, immundefekter og lymphomer, hvor disse mekanismer kan være forstyrrede eller fejlagtigt regulerede.
Senere forskning: hukommelse og neurale kredsløb
Efter sit banebrydende arbejde inden for immunologi rettede Tonegawa i de følgende år sin forskning imod hjernen og hukommelse. Han og hans forskergruppe brugte moderne molekylærbiologiske teknikker i kombination med nyt værktøj som optogenetik for at identificere og manipulere de neuroner, der udgør hukommelsens engram (selve hukommelsessporet) i forsøgsdyr.
Deres arbejde demonstrerede blandt andet, at det er muligt at mærke de neuroner, der aktiveres under indlæring, og senere selektivt genaktivere eller deaktivere disse celler for herved at fremkalde, ændre eller slukke en erindring. Disse fund har stor betydning for grundforskning i hukommelse og sygdomme som Alzheimers samt for potentielle fremtidige terapier.
Arv og anerkendelse
Tonegawas forskning har haft dybtgående indflydelse på både teoretisk og anvendt biologi. Nobelprisen i 1987 anerkendte den fundamental betydning af hans opdagelse for forståelsen af immunsystemet. Hans øvrige bidrag til hukommelsesforskning har placeret ham blandt dem, der forbinder molekylærbiologi med system- og adfærdsniveauer i neurovidenskaben.
Samlet vurdering: Susumu Tonegawas arbejde illustrerer, hvordan præcise molekylære opdagelser kan ændre vores forståelse af komplekse biologiske systemer — fra immunforsvaret til hjernens måde at lagre minder på — og hvordan sådanne opdagelser kan få vidtrækkende konsekvenser for både grundforskning og medicinsk praksis.
Det kritiske arbejde
Det kritiske arbejde blev påbegyndt i Basel, Schweiz, og senere på MIT. "Vores arbejde løste den langvarige debat om den genetiske oprindelse af antistofdiversitet. Det viste sig, at denne diversitet skabes ved somatisk rekombination af de nedarvede gensegmenter og ved somatisk mutation".
Relaterede sider
- Liste over nobelprisvindere efter land
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er Susumu Tonegawa's efternavn?
A: Susumu Tonegawa's efternavn er Tonegawa.
Q: Hvornår blev Susumu Tonegawa født?
A: Susumu Tonegawa blev født den 6. september 1939.
Spørgsmål: Hvad vandt Susumu Tonegawa Nobelprisen for i 1987?
Svar: I 1987 vandt Susumu Tonegawa Nobelprisen i fysiologi eller medicin for at have opdaget den genetiske mekanisme, der skaber antistofdiversitet.
Spørgsmål: Hvilket forskningsområde er Susumu Tonegawa bedst kendt for?
A: Susumu Tonegawa er bedst kendt for at have belyst den genetiske mekanisme i det adaptive immunsystem.
Spørgsmål: Hvor mange gener ville der være nødvendige for at beskytte mod antigener, hvis hvert antistof blev kodet af ét gen?
Svar: Hvis hvert antistof blev kodet af ét gen, ville det kræve millioner af gener at beskytte mod antigener.
Spørgsmål: Hvilken proces viser Tonagewas arbejde som en måde at skabe enorme arrays af antistoffer på? Svar: Tonagewas arbejde viser, at RNA-splejsning er en måde at skabe store mængder antistoffer på.
Søge