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利根川进,图源MIT

潘展| 整理

7月11日,美籍日裔学者利根川进(Susumu Tonegawa)离世,享年86岁。他是麻省理工学院皮考尔生物学与神经科学讲席教授、诺贝尔生理学或医学奖得主。

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他是享誉全球的分子生物学家,在免疫学、神经科学等多个领域均取得极具突破性的研究成果。20世纪80年代初,利根川进探明了免疫系统生成海量多样性抗体的分子机理,凭借这一划时代发现独揽1987年诺贝尔生理学或医学奖。

免疫学领域取得重大成就后,他将研究重心转向神经科学,其研究成果助力学界揭开大脑以“记忆印迹” 储存记忆的奥秘。

利根川进在麻省理工学院任教逾40年,同时担任麻省理工Picower学习与记忆研究所创始所长、日本理化学研究所脑科学研究所所长,也是霍华德休斯医学研究所研究员。

Picower研究所现任所长米里亚姆・海曼(Myriam Heiman)评价道:“极少有科学家能像利根川进一样,从根本上重塑人类对生物学的认知。他无畏的科研精神、超凡的创造力,以及对基础科学问题锲而不舍的探索,为免疫学与神经科学开辟了全新研究疆域。他对科学界、对所有有幸与他共事的科研人员所产生的深远影响无可估量。”

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诺贝尔晚宴与瑞典德西蕾公主合影,图源:诺贝尔官网

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投身分子生物学之路

利根川进出生于日本名古屋。因父亲任职纺织企业工程师,他年少时辗转多个乡村小镇生活。升入高中时,父母将他送往东京就读,也正是在此期间,他对化学产生浓厚兴趣。

他考入京都大学化学专业,在校期间被新兴的分子生物学领域深深吸引。随后他进入京都大学病毒研究所攻读研究生,入学仅数月,导师渡边至(Itaru Watanabe)教授便建议他前往美国深造——彼时美国分子生物学研究体系更为成熟先进。

利根川进采纳导师建议,成功考取加州大学圣地亚哥分校,研究λ噬菌体调控基因转录的机制。1968年取得博士学位后,他进入Salk研究所实验室开展博士后研究。

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1987年拉斯克基础医学奖,图源:拉斯克官网

在该实验室,他主攻猿猴病毒40(SV40)的基因表达。但他的美国签证将于1970年底到期,因此他前往瑞士,入职刚成立不久的巴塞尔免疫学研究所。

彼时的利根川进几乎没有免疫学研究背景,却很快被一个困扰学界百年的难题吸引,即抗体多样性——人类基因组仅约2万个基因,免疫系统却能产生上亿种抗体,背后原理是什么?正是这种多样性,让人体免疫系统能够识别不计其数的病原体,甚至从未接触过的外来病菌。

在巴塞尔研究所与同事合作期间,利根川进发现每一种抗体蛋白并非由独立基因编码,抗体各组成片段对应的基因可发生随机重组,由此衍生出近乎无穷的抗体组合。

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V (D) J 抗体基因重排机制原理图,图源:科普中国

1987年,他凭借这一被称为V (D) J 基因重排的重大发现,独自斩获诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔委员会在颁奖公告中指出,利根川进的成果“阐明了抗体高度多样化背后的遗传机制。除完善人类对免疫系统基础结构的认知外,该发现还将推动各类免疫疗法发展,例如优化疫苗接种效果、抑制器官移植排异反应等。”

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从抗体研究转向记忆印迹探索

20世纪80年代初,在抗体领域取得颠覆性成果后,利根川进萌生了开拓全新研究方向的想法,同时他希望重返美国。

1981年,他接受麻省理工学院癌症研究中心(现Koch综合癌症研究所)教职,开始研究T细胞,助力学界厘清T细胞受体多样性的生成机制。

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光遗传操控记忆分层科普原理图,图源Nature

任职癌症研究中心期间,他同步开启神经科学相关课题研究。2022年,他在Picower研究所访谈中表示,自己做科研始终以好奇心为导向。

“当初决定成为科学家时,我判断研究课题的标准只有一个:这个科学问题是否有趣、能否勾起我的好奇心。我从不会顾虑其他问题,比如研究风险高低、跨界陌生领域是否会阻碍职业发展,这些念头从未出现。我只追随自己的求知欲与直觉。” 该访谈收录于2022年夏季刊《Picower研究所通讯》。

1994 年,他牵头创立麻省理工学习与记忆研究中心,并担任创始所长。2002年该中心正式更名为Picower学习与记忆研究所,利根川进持续担任所长直至 2006年末。

继他之后出任皮考尔研究所所长的蔡理慧(Li-Huei Tsai)教授表示,能与利根川进共事是自己职业生涯莫大的荣幸。

“他满怀热忱、精力充沛,对记忆底层机制持之以恒的钻研极具感染力,激励一代代神经科学家投身该领域、推动学科发展。如今我们失去了一位学术巨擘。他留下的科学遗产,将长久引领神经科学向前发展,所有认识他的人都会深切缅怀他。”

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小鼠海马 CA1 记忆印迹细胞荧光染色切片,图源:MIT Tonegawa 实验室

过去二十年间,利根川进实验室在记忆研究领域产出多项重磅成果。2013年,他与团队首次在大脑海马体中识别出记忆印迹这类印迹对应情景记忆,储存在海马特定神经元集群中,编码一段经历里的物体、空间、时间等全部信息。

同期研究团队还证实,借助光遗传学技术激活已有记忆印迹,同时让小鼠形成全新记忆,能够在小鼠脑中植入“虚假记忆”——小鼠会把全新空间,与发生在别处的过往经历绑定在一起。

后续研究进一步发现,记忆印迹并不局限于海马体,而是广泛分布于大脑多条神经环路构成的复杂网络。晚年,他的团队持续钻研“知识记忆” 印迹,试图破解抽象记忆的底层机制,同时探索记忆的情绪关联编码方式,以及大脑梳理事件时序、构建时间线的原理。

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利根川进晚年工作照,图源:MIT

除诺贝尔奖外,利根川进一生斩获众多重磅奖项:1986年布里斯托尔-迈尔斯癌症杰出成就奖、1987年阿尔伯特与玛丽・拉斯克基础医学研究奖、2010 年加州大学圣地亚哥分校大卫・M・邦纳终身成就奖。他培养了大批科研人才,如今许多学生已是神经科学领域领军学者。

利根川进长期是波士顿红袜棒球队球迷。2004年5月,球队为致敬波士顿地区科研与医疗从业者,邀请他在芬威球场完成开球仪式。

利根川进家属包括遗孀利根川真由美(Mayumi Tonegawa,1992 届校友),两名子女:利根川希德(Hidde Tonegawa,2009 届校友)、利根川汉娜(Hanna Tonegawa),以及两名孙辈。长子利根川萨托(Satto Tonegawa)已先于他离世。

对于利根川进的后事,家属将举办私人葬礼,骨灰最终安葬于日本京都。

https://news.mit.edu/2026/mit-professor-susumu-tonegawa-renowned-molecular-biologist-nobel-laureate-dies-0715

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