הירואקי שוגה
חתן פרס וולף בכימיה 2023
הירואקי שוגה
שייכות בעת הענקת הפרס:
אוניברסיטת טוקיו, יפן
נימוק למתן הפרס:
"על פיתוח זרזים מבוססי RNA שחוללו מהפכה בגילוי פפטידים ביו-אקטיביים".
שותפים לפרס:
הירואקי שוגה
ג'פרי קלי
צ'ואן הא
"על גילויים חלוציים המאירים את התפקודים וההפרעות הפתולוגיות של RNA וחלבונים, ופיתוח אסטרטגיות לשימוש בביו-פולימרים אלה בדרכים חדשות למיגור מחלות באדם".
פרופ. שוגה למד לתואר ראשון (1986) ושני בהנדסה (1989) באוניברסיטת אוקיימה. הוא קיבל דוקטוראט בכימיה מ-MIT (1994) וביצע מחקר פוסט-דוקטורט בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס. שוגה החל את הקריירה העצמאית שלו באוניברסיטת ניו יורק בבאפלו (1997-2003). בשנת 2003 עבר למרכז המחקר למדע וטכנולוגיה מתקדמים באוניברסיטת טוקיו. מאז 2010 שוגה הוא פרופסור מן המניין במחלקה לכימיה באוניברסיטת טוקיו. כיום, הוא מכהן כנשיא האגודה היפנית לכימיה. תחומי המחקר של פרופ. שוגה כוללים כימיה ביו-אורגנית, ביולוגיה כימית וביוטכנולוגיה הקשורה ל- RNA, תרגום ופפטידים. כחוקר צעיר, הוא פרץ דרך בשימוש באנזימים מבוססי RNA, או ריבוזימים, ככלי לשילוב חומצות אמינו לא טבעיות ב- tRNA. טכנולוגיה זו, המכונה "Flexizyme", הרחיבה מאוד את הפוטנציאל לתכנות מחדש של הקוד הגנטי.
באמצעות מחקר נוסף על תרגום חוץ-גופי של חלבונים, באמצעות ריבוזומים משוחזרים, הצליח פרופ. שוגה לשלב חומצות אמינו לא טבעיות בפפטידים כדי ליצור מולקולות היוצרות פפטידים מקרוציקליים באופן ספונטני. פרופ. שוגה השתמש בתצוגת אוליגונוקלאוטידים ובשיטות של אבולוציה מונחית, כדי לבנות את מערכת ה- RaPID. זוהי פלטפורמה לייצור ובחירה של מיליארדי פפטידים מאקרוציקליים כקושרים, אשר ביניהם כאלו בעלי זיקה גבוהה לחלבוני מטרה, כולל רבים שנחשבו בעבר כיעדים בלתי אפשריים לטיפול תרופתי.
בשנת 2006 , יסד פרופ. שוגה את חברת PeptiDream כדי לקדם וליישם את מערכת ה- RaPID, ולנצלה למציאת פפטידים טבעתיים קושרי חלבונים, במיוחד לצורך שיבוש אינטראקציות חלבון-חלבון. תגליותיו אפשרו בניית מולקולות מורכבות בקנה מידה גדול, דבר שהיה בלתי אפשרי בשיטות קונבנציונליות. הטכנולוגיה של שוגה יצרה מולקולות לא טבעיות ייחודיות יותר מכל גישה אחרת. המולקולות הללו הינן בעלות סטריאוכימיה ייחודית, צפיפות גבוהה של קבוצות פונקציונליות וארכיטקטורה תלת-ממדית, הנחוצים לחקירה ובקרה של תהליכים ביולוגיים. טכנולוגיה זו סללה את הדרך לדור חדש של תרופות. PeptiDream הפכה לחברה הנסחרת בבורסה של טוקיו והיא אחת מחברות הסטארט-אפ המצליחות ביותר ביפן.
פרס וולף מוענק להירואקי שוגה על פיתוח מערכת בחירה חדשנית (in vitro), ליצירת פפטידים טבעתיים כמעכבים של אינטראקציות חלבון-חלבון. הוא המציא את ה- flexizyme, זרז מבוסס RNA, המתעלה מעל מנגנונים טבעיים ומרחיב באופן ניכר את מגוון חומצות האמינו שניתן לשלב במערכות ריבוזומליות. האסטרטגיה של שוגה מאפשרת בנייה וסריקה מהירה של ספריות גדולות של פפטידים טבעתיים. הגילוי הייחודי שלו הוביל לגישה חדשה לכימיה רפואית ויצר כלים חדשים לגילוי תרופות.