הירואקי שוגה נולד ביפן ב-1963. לאחר שהשלים את לימודיו בהנדסה באוניברסיטת אוקיאמה, למד לתואר ראשון ושני בכימיה באוניברסיטת לוזאן בשוויץ, בהנחייתו של מנפרד שלוסר. את הדוקטורט בכימיה (1994) קיבל מ- MIT בהנחייתו של סאטורו מאסאמונה בתחום הנוגדנים הקטליטיים. לאחר תקופת פוסט-דוקטורט בבית הספר לרפואה בהרווארד, במעבדתו של חתן פרס נובל ברפואה ג'ק שוסטק, החל קריירה עצמאית באוניברסיטת באפלו במדינת ניו יורק. מאז 2003 הוא חבר סגל באוניברסיטת טוקיו.
שוגה הצליח למסחר את תגליותיו המחקריות והקים את חברת הסטארט-אפ PeptiDream, אשר עוסקת בפיתוח תרופות המבוססות על ספריות של פפטידים טבעתיים. החברה משתפת פעולה עם חברות תרופות ברחבי העולם, ונסחרת בבורסה של טוקיו בשווי שוק של למעלה משבעה מיליארד דולר. על הישגיו המדעיים זכה שוגה בפרסים רבים, כולל מדליית מקס ברגמן (2016), פרס היזמות היפני (2016), מדליית הכסף של נגויה לכימיה אורגנית (2017), פרס הומבולט (2020), יזם השנה העולמי (2020), מדליית פרלוג (2022), ופרס וולף בכימיה לשנת 2023, שאותו חלק עם צ'ואן הא וג'פרי קלי.
איך הגעת למדעי כימיה?
"הייתי ילד רגיל מאוד שגדל עם הורים אשר ניהלו עסק משפחתי, ולא נחשפתי למדעים כלשהם. גם לאחר שנכנסתי לאוניברסיטה המקומית, התעניינתי יותר במוזיקת ג'אז מאשר במדעים. ביליתי זמן רב בהאזנה למוזיקת ג'אז ובלוז ובנגינת אימפרוביזציה על הגיטרה שלי. הוקסמתי מהיצירתיות של ענקי הג'אז, כמו מיילס דייויס, ג'ון קולטריין, ווס מונטגומרי, שיכלו לאלתר באופן ספונטני בהופעות יחיד שלהם. רציתי להיות כמוהם, ואז קרה משהו כאשר הייתי כבר בשנה הרביעית באוניברסיטה. נחשפתי לכימיה אמיתית שבה יכולתי לבדוק את הרעיונות שלי במעבדה. גיליתי שזה נהדר ומלהיב, ממש כמו אימפרוביזציה בג'אז. מוקד ההתעניינות שלי התחלף בבת אחת ממוזיקה למחקר בכימיה, והשינוי הזה היה לכל החיים, למרות שהמשכתי לנגן כל השנים, כתחביב, עד היום.
"חוויות המחקר במעבדה גרמו לי להתלהב מכימיה אורגנית, וחלמתי לבצע מחקר עצמאי על בסיס רעיונות משלי. נמשכתי לקו התפר שבין כימיה וביולוגיה מולקולרית, בעיקר במהלך לימודי התואר השני שלי ב-MIT. התחום הזה צמח אז והתרחב במהירות, והסתעף לכיוונים רבים. בחרתי לעסוק בתכנות מחודש של הקוד הגנטי, כאשר אף אחד עדיין לא הוכיח כי ניתן להחליף חומצות אמיניות טבעיות בחומצות אמיניות אקזוטיות שאינן ידועות לטבע. הרעיון נראה לי מאתגר מאד והחלטתי לבנות את הקריירה שלי סביב הנושא הזה".
מהן התגליות המדעיות המשמעותיות ביותר שלך?
"גיליתי ופיתחתי אנזים שבנוי מחומצה ריבונוקלאית (ריבוזיים), שאותו אנו מכנים פלקסיזיים (flexizyme) והוא מסוגל להיטען בסוגים שונים של חומצות אמינו אקזוטיות שאינן קיימות בטבע, כולל חומצות אמינו D,חומצות אמינו בטא ורבות אחרות. האנזים מאפשר סינתזה של פפטידים חדשים והשיטה כולה נותנת לנו כלי רב עוצמה לתכנת מחדש את הקוד הגנטי עם חומצות אמיניות כרצוננו. כך ניתן לייצר פפטידים שאינם מוכרים לטבע. יתרה מכך, שילבנו את השיטה עם טכניקה של סימון ספריות הפפטידים החדשים על ידי תוויות זיהוי של סרטי RNA שליח. בנינו מערכת סריקה יעילה הנקראת RaPID, והיא מאפשרת לזהות מייד אותם פפטידים אשר נקשרים לחלבוני המטרה שלנו. (RaPID) Random nonstandard Peptides.המערכת כולה מאפשרת לנו לגלות במהירות, בתוך ספריות ענק, פפטידים טבעתיים גדולים שהם בעלי פוטנציאל לשמש כתרופות, מכיוון שהם נקשרים ביעילות גבוהה לחלבוני מטרה מחוללי מחלות".
ספר לנו על רגע אחד או שניים של חווית התגלית בקריירה שלך?
"החוויה הראשונה התרחשה בשנת 2002, כאשר גילינו אב טיפוס של פלקסיזיים, המסוגל לטעון חומצת אמינו על tRNA. זאת הייתה נקודת ההתחלה של הקריירה האקדמית שלי. החוויה השנייה הייתה בשנת 2008, כאשר זכיתי לראות בפעם הראשונה את פעולתה של מערכת RaPID.בפעם הראשונה ראיתי פפטידים חדשים סינתטיים, שאינם מוכרים לטבע, ובהם חומצות אמיניות עם קבוצת מתיל הקשורה לאטום החנקן הפפטידי. זאת הייתה נקודת המפנה השנייה בקריירה האקדמית שלי, והיא הובילה למהפכה אמיתית, להמצאה של כיווני מחקר שלא חלמתי קודם שהם אפשריים, וכמובן להקמתה של חברת PeptiDream".
האם הצלחת להפוך את העולם למקום טוב יותר?
"ברגע שהבנתי את המשמעויות מרחיקות הלכת של מערכת ה-RaPID, יצרתי מערכת מסועפת של שיתופי פעולה עם מדענים במערכת האקדמית ברחבי העולם, כך שהם יכולים כעת לפתח תרופות למחלות שונות באמצעות שיתוקם של חלבונים פתוגניים. יתרה מזאת, על בסיס הטכנולוגיה הזאת הקמנו את חברת הסטארט-אפ, PeptiDream המשתפת פעולה עם חברות ענק לפיתוח תרופות. החברה שלי מעניקה להן רישיון לשימוש בפטנט שלנו, כך שיותר מעשר חברות פארמה גלובליות כבר מפעילות את הגרסה המסחרית של מערכת ה-RaPID, ומפתחות תרופות חדשות המבוססות על פפטידים טבעתיים. הפעילות הזאת גורמת לי סיפוק רב וגאווה על טכנולוגיה שנולדה במקורה מתוך מדע בסיסי טהור, הרחיבה את המחקר הבסיסי באוניברסיטאות, ובסופו של דבר אפשרה לתעשיית התרופות בכל העולם לפתח תרופות לחולים שסבלו ממחלות חשוכות מרפא.
"יש לי חלום להמציא תרופות למחלות שעד היום אין להן מרפא, ולעשות זאת במהירות וביעילות. הטכנולוגיה שהמצאתי היא באמת חזקה ואמינה לאיתור כיוונים חדשים ומולקולות שמצביעות על פתרונות רפואיים למחלות שונות. לא תמיד המולקולה שנמצאה בתהליך הראשוני מהווה את הפתרון האופטימלי, אבל היא מצביעה על הכיוון הנכון ומאפשרת המשך פיתוח עד לבניית התרופה הטובה ביותר"
