Toshio Fujita nacque il 26 gennaio del 1929, a Kyoto, in Giappone. Si laureò nel 1951 in Chimica bioorganica agraria, presso il rispettivo dipartimento dell’università di Kyoto, dopodiché ottenne un dottorato di ricerca nello stesso dipartimento (1962). Completò i suoi studi post-dottorato in California, al dipartimento di chimica del Pomona College, ove lavorò con Corwin Hansch dal 1961 al 1963. Hansch e Fujita sono universalmente riconosciuti come i pionieri della QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationship), metodo che fornì linee guida fondamentali per capire come comprendere, a partire dalle strutture chimiche dei composti, le proprietà biologiche ad essi correlate e come delle variazioni nella struttura conducono a variazioni nell’attività.

Fujita Hansch

Le pubblicazioni del 1964, ovvero “A New Substituent Constant, π, Derived from Partition Coefficients” and “ρ–σ–π Analysis. A Method for the Correlation of Biological Activity and Chemical Structure”, sono state citate più di 1200 volte a testa, e sono classificate come la trentanovesima e la quarantaquattresima tra le “più citate pubblicazioni JACS” nel 2003. Queste due pubblicazioni sono adesso identificate come “classici della citazione”: stando a Google Scholar, il primo documento è stato citato circa 2800 volte, mentre il loro metodo di calcolo del log P è stato citato circa 1700 volte (data di ricerca: 11 ottobre 2017).

La loro formulazione della QSAR nel 1964 prevedeva sei punti chiave che rimangono rilevanti tutt'oggi:

  1. Tipicamente è necessario conoscere le conseguenze della modifica di più di una caratteristica molecolare per comprendere come vari l’attività biologica delle molecole.
  2. Il logaritmo del coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua (logP), utilizzato come indice di idrofobicità, è la chiave per capire la relazione struttura-attività.
  3. Esiste frequentemente un logaritmo logP associato ad un particolare responso biologico
  4. È possibile stimare a priori il logP dalla struttura chimica di una molecola, come già dimostrato da Albert J. Leo e David Weininger
  5. I modelli matematici, così come l’analisi di regressione multipla, possono essere utilizzati per identificare relazioni lineari di energia libera tra proprietà strutturali della molecola e l’attività biologica corrispondente.
  6. Un computer è necessario per esplorare le possibili relazioni.

Il loro lavoro ha tracciato in molti modi il cammino per l’utilizzo di metodi informatici nel processo di drug discovery; così anche per l’uso del #machinelearning in chimica e biologia, il quale è a sua volta precursore dell’adozione delle intelligenze artificiali nelle fila degli strumenti per la ricerca di nuovi farmaci.

Il professor Fujita tornò all’università di Kyoto dopo aver completato un’altra collaborazione post-dottorato al dipartimento di chimica e di ingegneria chimica dell’università dell’Illinois nel 1964. Ha insegnato e tenuto conferenze all’università di Kyoto tra il 1951 e il 1966. Fu Professore Associato nel dipartimento di chimica agraria fino al 1981 . L’anno seguente divenne professore presso il laboratorio di chimica dei pesticidi, il cui nome fu cambiato in laboratorio della chimica bioregolatoria nel 1990. Dal 1992 ad oggi, ha continuato ad insegnare come professore emerito all’università di Kyoto. Tra il 1992 e il 1998 il professor Fujita ha anche lavorato come consulente per il Fujitsu Kansai Systems Laboratory; ha continuato a perseguire la via della QSAR, pubblicando approssimativamente 300 pubblicazioni originali, documenti e recensioni di articoli, occupandosi peraltro di quattro libri. Una delle sue pubblicazioni più recenti, in collaborazione con David Winkler, discute il ruolo delle “due QSAR” (spiegazione VS predizione). Fu inventore e capo sviluppatore di EMIL (Example-Mediate Innovation for Lead Evolution), software che contiene un database di trasformazioni bioisosteriche, ossia di trasformazioni strutturali di droghe e pesticidi aventi proprietà biologiche della molecola originale.

Le attività istituzionali di Fujita includono la vicepresidenza e la presidenza della società scientifica dei pesticidi del Giappone (1964-1986), presidenza del consiglio d’amministrazione della sezione regionale del Kansai della società giapponese per la bioscienza, la biotecnologia e la chimica agraria (1989-1990). Il professor Fujita è venuto a mancare nell’agosto del 2017, all’età di 88 anni, a Kyoto, in Giappone, a seguito di un infarto polmonare. “Toshio Fujita”, scrive Yvonne C. Martin, “non si allontanò mai dalle sue ricerche e fu un eccezionale mentore ed insegnante”.

Fonti:

Cover: An Integrated Computational and Experimental Binding Study Identifies the DNA Binding Domain as the Putative Binding Site of Novel Pyrimidinetrione Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) Inhibitors (Shan Sun, Peibin Yue, Mingzhu Hefujita