Susumu Tonegawa

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.

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.