Shinya Yamanaka – Nobelin palkittu iPS-solujen kehittäjä ja tutkija
Shinya Yamanaka (s. 4. syyskuuta 1962 Osaka) on japanilainen lääkäri ja kantasolututkija, joka tunnetaan erityisesti aikuisten solujen uudelleenprogrammoidun pluripotenssin kehittämisestä. Hän sai Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon vuonna 2012 yhdessä John Gurdonin kanssa palkinnoksi havainnosta, että aikuiset solut voidaan palauttaa ’alkio‑kaltaisiksi’ eli pluripotenteiksi. Hänelle myönnettiin myös lääketieteen Wolf‑palkinto vuonna 2011 yhdessä Rudolf Jaenischin kanssa ja Millennium‑teknologiapalkinto vuonna 2012 yhdessä Linus Torvaldsin kanssa.
Elämä ja ura
Yamanaka kouluttautui lääkäriksi ja aloitti uransa kliinisissä tehtävissä ennen siirtymistään solubiologian tutkimukseen. Hän on työskennellyt useissa tutkimuslaitoksissa ja yliopistoissa ja johtaa nykyään iPS‑solujen tutkimus‑ ja sovelluskeskusta sekä toimii professorina Kioton yliopiston lääketieteellisten rajatieteiden instituutissa. Lisäksi hän on toiminut vanhempana tutkijana UCSF:ään liittyvissä J. David Gladstone Institutes -instituuteissa San Franciscossa, Kaliforniassa, ja ollut anatomian professori Kalifornian yliopistossa San Franciscossa (UCSF). Yamanaka on myös toiminut kansainvälisen kantasolututkimusyhdistyksen (ISSCR) puheenjohtajana.
iPS‑solut ja Yamanaka‑tekijät
Yamanakan merkittävin läpimurto oli menetelmä, jolla aikuisten somaattisia soluja — esimerkiksi ihosoluja — voidaan palauttaa pluripotentiksi eli sellaisiksi, jotka pystyvät kehittymään monenlaisiksi soluiksi. Tämä onnistui lisäämällä neljän spesifin transkriptiotekijän ilmentymää soluissa. Nämä tekijät tunnetaan yleisesti nimellä Yamanaka‑tekijät (Oct3/4, Sox2, Klf4 ja c‑Myc). Muunneltuja soluja kutsutaan induoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi eli iPS‑soluiksi.
Merkitys ja sovellukset
- iPS‑solut ovat vähentäneet riippuvuutta ihmisen alkioista saatavista kantasoluista, mikä on lieventänyt merkittävästi eettisiä kiistoja.
- Ne mahdollistavat sairauksien mallintamisen potilaskohtaisesti — tutkijat voivat tuottaa iPS‑soluja sairaalta potilaalta ja tutkia sairauden mekanismeja laboratoriossa.
- iPS‑soluja voidaan käyttää lääkekehityksessä ja toksikologisissa testeissä sekä pitkällä tähtäimellä regeneratiivisessa lääketieteessä korvaamaan vaurioituneita soluja ja kudoksia.
Haasteet ja tulevaisuus
Vaikka iPS‑tekniikka on lupaava, käytännön sovelluksiin liittyy haasteita. Näitä ovat muun muassa solujen mahdollinen kasvaingeeninen riski (erityisesti c‑Myc:n kaltaisten proto‑onkogeenien käytön yhteydessä), epigeneettinen muisti jonka vuoksi iPS‑solutkin voivat säilyttää osittaisen muistijäljen alkuperäisestä solutyypistä, sekä tarve kehittää turvallisia ja tehokkaita erilaistamis‑ ja puhdistusmenetelmiä kliinisiin hoitoihin. Tutkimus jatkuu aktiivisesti näiden ongelmien ratkaisemiseksi ja iPS‑teknologian siirtämiseksi potilashoitoon.
Palkinnot ja tunnustus
Yamanakan keksintö on saanut laajaa kansainvälistä tunnustusta. Merkittävimpinä palkintoina mainittakoon Nobelin palkinto (2012), Wolf‑palkinto (2011) ja Millennium‑teknologiapalkinto (2012). Hänen työnsä on muuttanut sekä perustutkimusta että soveltavaa kantasolututkimusta ja avannut uusia näkymiä henkilökohtaisempaan lääketieteeseen.
Yhteenveto: Shinya Yamanaka on yksi 2000‑luvun merkittävimmistä biolääketieteen tutkijoista. Hänen kehittämänsä iPS‑soluteknologia on muuttanut käsitystämme solujen plastisuudesta ja luonut tärkeän perustan tuleville diagnostiikan ja hoitojen kehitysaskeleille.
Mitä hän teki
Kehityksessä alkion kantasolut voivat muuttua miksi tahansa kudokseksi. Ihon fibroblastit ovat yksi solutyyppi. Vuonna 2006 Yamanaka ja hänen tutkimusryhmänsä ottivat aikuisen hiiren fibroblasteja ja muuttivat ne takaisin kantasoluiksi kudosviljelyssä. Muuttuneita soluja kutsutaan "indusoiduiksi pluripotentteiksi kantasoluiksi" (iPS-soluiksi). iPS-solut ovat kuin alkion kantasoluja, jotka ovat peräisin blastokystasta (alkio muutama päivä hedelmöityksen jälkeen).
Menetelmässä käytettiin joidenkin kantasoluihin liittyvien geenien transfektiota aikuisten fibroblasteihin. Transfektoituihin geeneihin kuuluvat tärkeimmät transkriptionaaliset säätelijät. Transfektio tehdään yleensä virusvektoreilla, kuten retroviruksilla.
Ryhmä pystyi osoittamaan, että iPS-solut olivat pluripotentteja (kykenevät tuottamaan kaikkia kehon solulinjoja). Pian he kasvattivat hiiriä, joissa oli iPS-soluja. Vuonna 2007 hän ja hänen ryhmänsä tuottivat iPS-soluja ihmisen aikuisten fibroblasteista, jälleen ensimmäisenä ryhmänä. Tärkein lääketieteellinen sovellus on viallisen tai vaurioituneen kudoksen korvaaminen ihmisessä. Tämä ei ole tällä hetkellä mahdollista. Tästä alasta on saatavilla riippumaton arvio.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Kuka on Shinya Yamanaka?
V: Shinya Yamanaka on japanilainen lääkäri, joka tutkii aikuisten kantasoluja.
K: Minkä palkinnon hän sai vuonna 2012?
V: Hän sai Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon vuonna 2012.
K: Kenen kanssa Yamanaka jakoi lääketieteen Nobel-palkinnon?
V: Hän jakoi lääketieteen Wolf-palkinnon vuonna 2011 Rudolf Jaenischin kanssa.
K: Minkä järjestön nykyinen puheenjohtaja Yamanaka on?
V: Yamanaka on kansainvälisen kantasolututkimusyhdistyksen (ISSCR) nykyinen puheenjohtaja.
K: Missä Yamanaka toimii professorina?
V: Yamanaka on professori Kioton yliopistossa, Kalifornian yliopistossa San Franciscossa (UCSF) ja Institute for Frontier Medical Sciences -instituutissa.
K: Mikä on iPS-solujen tutkimus- ja sovelluskeskus?
V: Center for iPS Cell Research and Application on tutkimuslaitos, joka keskittyy kantasolututkimukseen, erityisesti indusoituihin pluripotentteihin kantasoluihin (iPSC).
K: Kenen kanssa Yamanaka voitti Millennium-teknologiapalkinnon?
V: Yamanaka voitti Millennium-teknologiapalkinnon vuonna 2012 yhdessä Linus Torvaldsin kanssa.
