Tonegawa gick påHibiya High School i Tokyo.[19] När han studerade vidKyotouniversitetet, fascinerades han av operonteori efter att ha läst uppsatser avFrançois Jacob ochJacques Monod, som han delvis tillskriver att ha inspirerat hans intresse för molekylärbiologi.[19] Tonegawa tog examen vid Kyotouniversitetet 1963 och, på grund av begränsade möjligheter till molekylärbiologistudier i Japan vid den tiden, flyttade han därefter tillUniversity of California, San Diego för att 1968 avlägga doktorsexamen under handledning av Dr. Masaki Hayashi.
Tonegawa bor för närvarande (2021) iBoston-området med sin fru, Mayumi Yoshinari Tonegawa, som arbetade som NHK (Japan Broadcasting Corporation) regissör/intervjuare och nu är en frilansande vetenskapsskribent. Tonegawa har tre barn, Hidde Tonegawa, Hanna Tonegawa och Satto Tonegawa (död).
Tonegawa utförde postdoktoralt arbete vidSalk Institute i San Diego iRenato Dulbeccos laboratorium. Med uppmuntran från Dr. Dulbecco, flyttade Tonegawa tillBasel Institute for Immunology iBasel,Schweiz 1971, där han övergick från molekylärbiologi till immunologiska studier och utförde sina banbrytande immunologiska arbeten.
År 1981 blev Tonegawa professor vidMassachusetts Institute of Technology och 1994 utsågs han till den första direktören förMIT Center for Learning and Memory, som utvecklades under hans ledning tillThe Picower Institute for Learning and Memory. Tonegawa slutade som direktör 2006 och fungerade därefter som Picower-professor i neurovetenskap och biologi och utredare vidHoward Hughes Medical Institute.
Tonegawa var också chef förRIKEN Brain Science Institute från 2009 till 2017.
Tonegawas nobelprisarbete klargjorde den genetiska mekanismen för det adaptivaimmunsystemet, som hade varit den centrala frågan om immunologi i över 100 år. Före Tonegawas upptäckt var en tidig idé att förklara det adaptiva immunsystemet med att varje gen producerar ett protein, men det finns mindre än 19 000 gener i människokroppen som ändå kan producera miljontals antikroppar. I experiment som började 1976 visade Tonegawa att genetiskt material omarrangerar sig för att bilda miljontals antikroppar. Genom att jämföraDNA frånB-celler (en typ av vita blodkroppar) i embryonala och vuxna möss, observerade han att gener i de mogna B-cellerna från de vuxna mössen flyttas runt, rekombineras och raderas för att bilda mångfalden av den variabla regionen av antikroppar.[20] År 1983 upptäckte Tonegawa också ett förstärkande transkriptionselement förenat med antikroppsgenkomplex, det första cellulära förstärkarelementet.
Kort efter sitt Nobelpris bytte Tonegawa åter fält från immunologi till neurovetenskap, där han har bedrivit sin forskning under de efterföljande åren.
Tonegawas laboratorium var banbrytande för inledande transgena och gen-knockout-teknologier i däggdjurssystem. Han medverkade i tidigt arbete som visade betydelsen av CaMKII- (1992) och den NMDA-receptorberoende synaptiska plasticiteten (1996) i minnesbildning. Hans lab upptäckte att dendritiska nervryggar i tinningbarken är ett troligt mål för behandling av Fragilt X-syndrom. Med en dos av hämmarläkemedlet FRAX586 visade Tonegawa en markant minskning av FXS-symtom i musmodellen.[21]
Tonegawa var tidigt användare avoptogenetik ochbioteknik inom neurovetenskaplig forskning, vilket ledde till hans banbrytande arbete med att identifiera och manipulera minnesengramceller. År 2012 visade hans lab att aktiveringen av en specifik delpopulation av mushippocampusneuroner, märkta under ett paradigm för rädslakonditionering, är tillräcklig för att framkalla en beteenderespons korrelerad med ett exakt minnesspår. Detta visade för första gången att minnesinformation lagras i specifika cellulära ensembler ihippocampus, nu ofta kallade minnesengramceller.[22]
På senare tid fortsätter hans labb att använda optogenetisk teknologi och virusinjektionstekniker för att utöka sina upptäckter om engramcellensembler. Noterbart har Tonegawa avslöjat rollen av minnesengramcellensembler i minnesvalens,[23] socialt minne, såväl som deras roll i hjärnsjukdomar som depression,[24]minnesförlust[25] och Alzheimers sjukdom. Dessa arbeten ger stöd för framtida medicinska behandlingar hos människor genom manipulation av minnesengram-ensembler.
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, 33(3), 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, 68(5), 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, 257(5067), 201-206.
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, 89(4), 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, 297(5579), 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, 484(7394), 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, 341(6144), 387-391.
^David P. Steensma, Marc A Shampo & Robert A Kyle,Susumu Tonegawa--Japan's first Nobel laureate in physiology or medicine, vol. 86, 2, Mayo Clinic Proceedings, 1 februari 2011, s. e14,10.4065/MCP.2011.0033,PubMed-ID:21282480,läs online.[källa från Wikidata]
^SNAC, SNAC Ark-ID:w6x96n7k,läs online, läst: 9 oktober 2017.[källa från Wikidata]
