Susumu Tonegawa: Premio Nobel 1987 y descubridor de la diversidad de anticuerpos

Susumu Tonegawa: Nobel 1987 que reveló el mecanismo genético y el empalme que genera la diversidad de anticuerpos; legado en inmunología y memoria molecular.

En este nombre japonés, el apellido es Tonegawa.

Susumu Tonegawa (nacido el 6 de septiembre de 1939) es un científico japonés que ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1987.

Descubrió el mecanismo genético que produce la diversidad de anticuerpos. Aunque ganó el Premio Nobel por su trabajo en inmunología, Tonegawa es un biólogo molecular de formación. En sus últimos años, ha centrado su atención en las bases moleculares y celulares de la memoria.

Tonegawa es más conocido por haber dilucidado el mecanismo genético del sistema inmunitario adaptativo. Si cada anticuerpo estuviera codificado por un gen, harían falta millones de genes para protegerse de los antígenos.

En cambio, como demostró Tonegawa en una serie de experimentos que marcaron un hito a partir de 1976, el material genético puede reorganizarse para formar la amplia gama de anticuerpos disponibles. El mecanismo principal se llama empalme de ARN.

Los anticuerpos tienen una "región variable" en su estructura. Tonegawa comparó el ADN de las células B (un tipo de glóbulo blanco) en ratones embrionarios y adultos. Descubrió que los genes de los linfocitos B maduros de los ratones adultos se desplazan, se recombinan y se eliminan para crear las numerosas versiones de la región variable de los anticuerpos.

El mecanismo descubierto y una aclaración

La aportación clave de Tonegawa fue demostrar que la diversidad de los anticuerpos no depende de millones de genes separados, sino de una reorganización somática del propio ADN de los linfocitos B durante su maduración. En términos técnicos, esto implica la recombinación de segmentos génicos V, D y J (para las cadenas pesadas) y de V y J (para las cadenas ligeras), lo que se conoce como recombinación V(D)J. Esa recombinación ocurre a nivel del ADN y genera combinaciones múltiples que aumentan enormemente la diversidad de la región variable.

Es importante aclarar que, aunque en textos divulgativos a veces aparece la expresión empalme de ARN, el mecanismo central demostrado por Tonegawa fue la reorganización del ADN (recombinación somática), no el empalme de ARN como origen principal de la diversidad de las regiones variables. Sí existen otros procesos que contribuyen a la diversidad de anticuerpos, como la hipermutación somática y el cambio de clase, y el empalme de ARN participa en la expresión y el procesamiento del ARN mensajero en distintos contextos celulares.

Cómo lo demostró

• Comparó fragmentos de ADN entre linfocitos B de ratones embrionarios (no maduros) y linfocitos B maduros de ratones adultos.
• Mostró que ciertas secuencias génicas presentes en células embrionarias estaban reorganizadas —mediante deleciones y empalmes— en las células B maduras, lo que explicaba la aparición de múltiples formas de la región variable del anticuerpo.
• Sus técnicas combinaron análisis de hibridación de ADN y enfoques de biología molecular de la época para mapear esos cambios en el genoma de las células B.

Importancia y consecuencias

• La explicación molecular de cómo se generan millones de anticuerpos a partir de un número limitado de genes cambió profundamente la inmunología y la biología molecular.
• Sentó las bases para comprender trastornos inmunitarios ligados a fallos en la recombinación, y abrió camino al desarrollo de herramientas y terapias basadas en anticuerpos (por ejemplo, anticuerpos monoclonales y tratamientos inmunoterapéuticos).
• Su descubrimiento influyó también en la investigación sobre la evolución de los mecanismos de defensa y en el diseño racional de vacunas y modelos experimentales.

Premio Nobel 1987

En 1987 Susumu Tonegawa recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por demostrar el principio genético de la generación de diversidad en los anticuerpos. El comité Nobel valoró la elegancia experimental y la importancia conceptual de su trabajo para explicar un problema básico de la inmunidad adaptativa.

Investigación posterior

Tras sus descubrimientos en inmunología, Tonegawa orientó su investigación hacia las bases moleculares y celulares de la memoria. En trabajos posteriores su grupo investigó cómo las experiencias quedan codificadas en circuitos neuronales y cómo pueden identificarse y manipularse las llamadas "células de engrama" (células que almacenan trazas de memoria) mediante técnicas modernas como la optogenética. Estas líneas de investigación han contribuido a entender mejor el almacenamiento, recuperación y modificación de memorias en el cerebro.

Breve explicación técnica (resumida)

• Estructura del anticuerpo: cadenas ligeras y pesadas con regiones constantes y variables; la región variable determina la especificidad antigénica.
• Generación de diversidad: combinación de segmentos génicos V, D y J (recombinación V(D)J), unión imprecisa en las fronteras (diversidad en la unión) y posteriores procesos como la hipermutación somática.
• Resultado: millones de variantes posibles capaces de reconocer una amplia gama de antígenos.

La obra de Tonegawa es un ejemplo de cómo la biología molecular puede resolver preguntas fundamentales sobre la función del organismo y cómo esos conocimientos impactan en clínica, biotecnología y en la comprensión del cerebro y la memoria.

Preguntas y respuestas

P: ¿Cuál es el apellido de Susumu Tonegawa?

P: ¿Cuándo nació Susumu Tonegawa?

P: ¿Por qué ganó Susumu Tonegawa el Premio Nobel en 1987?

P: ¿Por qué campo de estudio es más conocido Susumu Tonegawa?

P: ¿Cuántos genes harían falta para proteger contra los antígenos si cada anticuerpo estuviera codificado por un gen?

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