Susumu Tonegawa

Susumu Tonegawa (利根川 進 Tonegawa Susumu, né à Nagoya au Japon, le ) est un scientifique japonais qui a obtenu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1987 pour « sa découverte du principe génétique de la génération de la diversité des anticorps. » Bien qu'il ait obtenu le prix pour son travail en immunologie, Tonegawa est un biologiste moléculaire de formation. Plus tard, il s'est intéressé aux bases moléculaires et cellulaires de la formation de la mémoire. Il a reçu le Prix Gairdner en 1983.

Susumu Tonegawa
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利根川進
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Distinctions

Pour obtenir la diversité des anticorps nécessaires à la protection contre tout type d'antigène, le système immunitaire aurait besoin de millions de gènes codant différents anticorps, si chaque anticorps était codé par un gène. Cependant, comme le montre Tonegawa dans une série d’expériences marquantes commençant en 1976, le matériel génétique peut se réorganiser lui-même pour former le vaste éventail d’anticorps disponibles. En comparant l'ADN des lymphocytes B (un type de globules blancs) chez des souris embryonnaires et adultes, il a observé que les gènes des lymphocytes B des souris plus âgées sont déplacés, recombinés et supprimés pour former la diversité de la région variable des anticorps.

Tonegawa est né à Nagoya, au Japon. Il a obtenu sa licence de l'Université de Kyoto en 1963. Il a obtenu son doctorat de l'Université de Californie à San Diego. Il a effectué des travaux postdoctoraux à l'Institut Salk de San Diego, puis a travaillé à l'Institut d'immunologie de Bâle, en Suisse, où il a effectué ses expériences marquantes en immunologie. En 1981, il est devenu professeur au Massachusetts Institute of Technology.

Recherche

Découverte de la diversité de l'immunité

Le travail du Prix Nobel de Tonegawa a élucidé le mécanisme génétique du système immunitaire adaptatif, qui était la question centrale de l'immunologie depuis plus de 100 ans. Avant la découverte de Tonegawa, une première idée d'expliquer le système immunitaire adaptatif a suggéré que chaque gène produit une protéine; Cependant, il y a moins de 19 000 gènes dans le corps humain qui peuvent néanmoins produire des millions d'anticorps. Dans des expériences débutant en 1976, Tonegawa a montré que le matériel génétique se réorganise pour former des millions d'anticorps. En comparant l'ADN des Lymphocyte B (un type de globule blanc) chez des souris embryonnaires et adultes, il a observé que les gènes dans les Lymphocyte B matures des souris adultes sont déplacés, recombinés et supprimés pour former la diversité de la région variable de anticorps[1]. En 1983, Tonegawa a également découvert un élément amplificateur transcriptionnel associé à un complexe de gène d'anticorps, le premier élément amplificateur cellulaire.

Neuroscience

Peu de temps après son prix Nobel en 1990, Tonegawa a de nouveau changé de domaine de l'immunologie à la neuroscience, où il a concentré ses recherches dans les années qui ont suivi.

Le laboratoire de Tonegawa a été le pionnier des technologies introductives transgéniques et des gènes knock-out dans les systèmes mammifères. Il a participé à des travaux préliminaires démontrant l'importance de CaMKII (1992) et du récepteur NMDA (1996) dans la formation de la mémoire.

Le laboratoire de Tonegawa a découvert que les épines neuronales dendritiques dans le cortex temporal sont une cible probable pour le traitement du syndrome du X fragile. Avec une dose du médicament inhibiteur FRAX586, Tonegawa a montré une réduction marquée des symptômes de FXS dans le modèle murin[2].

Tonegawa a été l'un des premiers à adopter l'optogénétique et la biotechnologie dans la recherche en neurosciences, ce qui a mené à son travail novateur d'identification et de manipulation des cellules engrammes de la mémoire. En 2012, son laboratoire a démontré que l'activation d'une sous-population spécifique de neurones de l'hippocampe de la souris, marquée au cours d'un paradigme de conditionnement de la peur, est suffisante pour susciter une réponse comportementale corrélée à une trace mémoire précise. Cela a confirmé pour la première fois que l'information de la mémoire est stockée dans des ensembles cellulaires spécifiques dans l'hippocampe, maintenant fréquemment appelées engrammes de mémoire[3].

Plus récemment, son laboratoire continue d'utiliser la technologie optogénétique et les techniques d'injection de virus pour étendre ses découvertes sur l'ensemble des cellules engram. Notamment, Tonegawa a découvert le rôle des ensembles de cellules d'engrammes de mémoire dans la valence de mémoire[4], aussi bien que leur rôle dans les désordres de cerveau tels que la dépression[5], l'amnésie[6], et la maladie d'Alzheimer. Ces travaux fournissent des preuves de concept pour de futurs traitements médicaux chez l'homme à travers la manipulation d'ensembles d'engrammes de mémoire.

Prix et récompenses
Susumu Tonegawa, prix Nobel de physiologie ou médecine en 1987

Références
  1. (en) « The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1987 », sur NobelPrize.org (consulté le ).
  2. (en) « Researchers reverse Fragile X Syndrome symptoms in adult mice », sur MIT News / Massachusetts Institute of Technology (consulté le ).
  3. X. Liu et al., « Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall », Nature, vol. 484,‎ , p. 381–385 (PMID 22441246, PMCID 3331914, DOI 10.1038/nature11028, lire en ligne)
  4. (en) Susumu Tonegawa, « Bidirectional switch of the valence associated with a hippocampal contextual memory engram », Nature, Nature Publishing Group, vol. 513, no 7518,‎ , p. 426–430 (ISSN 1476-4687, DOI 10.1038/nature13725, lire en ligne, consulté le ).
  5. (en) Susumu Tonegawa, « Activating positive memory engrams suppresses depression-like behaviour », Nature, Nature Publishing Group, vol. 522, no 7556,‎ , p. 335–339 (ISSN 1476-4687, DOI 10.1038/nature14514, lire en ligne, consulté le ).
  6. http://science.sciencemag.org/content/348/6238/1007
  7. Recipients of American Academy of Arts and Sciences Fellow award | MIT Biology
  8. Recipients of National Academy of Sciences Member award | MIT Biology
  9. Susumu Tonegawa—Japan's First Nobel Laureate in Physiology or Medicine
  10. Recipients of Howard Hughes Medical Institute HHMI Alumni award | MIT Biology
  11. 利根川 進様 京都大学名誉博士授与式典 式辞 （2004年4月12日） — 京都大学
  12. Honorary Doctor of Science Professor Susumu TONEGAWA

Liens internes

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