奧利弗·史密斯:美國杰出遺傳學家
2016-05-11 17:49:00   來源:環球網
內容摘要
奧利弗·史密斯(英語:OliverSmithies,1925年7月23日-)是英國出生的美國遺傳學家。史密斯主要進行胰島素的研究工作,他發現當時的自由電泳在制備純凈蛋白質過程中存在很大的困難,他改進后的方法不僅使蛋白質的分辨率大大提高,還節約了時間。

奧利弗·史密斯(英語:OliverSmithies,1925年7月23日-)是英國出生的美國遺傳學家,北卡羅來納大學教堂山分校教授。因發明基因敲除小鼠技術與美國科學家馬里奧·卡佩奇和英國科學家馬丁·埃文斯一起獲得2007年諾貝爾生理學或醫學獎。

1925年7月23日,史密斯出生于英格蘭西約克郡的哈利法克斯,父親是一家保險公司的推銷員,母親是一所技術學院的教師。史密斯很小就擁有較強的動手能力,他的大部分時間用于自己制造一些儀器,如使用豬的膀胱制備成為擴音器,此外還制造了望遠鏡和無線電等。史密斯在高中階段的成績非常優秀,因此畢業時獲得了一項獎學金而有機會進入牛津大學的貝列爾學院學習,并以優異成績在1946年獲得生理學學士學位,此外大學期間還獲得化學的第二學位。隨后繼續在牛津大學進行研究生學習,期間試圖通過測量滲透壓來檢測蛋白質之間的相互作用,盡管最后發現該方法在研究中沒有一點實際意義,但通過這些訓練,培養了自己執著的科研精神。

1951年,史密斯獲得了哲學博士學位,他的導師建議史密斯去國外特別是美國進行進一步研究以擴大自己的知識體系。1951年史密斯來到美國,進入威斯康星-麥迪遜大學生理化學實驗室進行博士后研究,期間主要進行蛋白質分離方面的工作。1953年史密斯在多倫多大學獲得了一個職位,進入醫學研究實驗室成為研究助手。

史密斯主要進行胰島素的研究工作,他發現當時的自由電泳在制備純凈蛋白質過程中存在很大的困難,需要將該方法進行改進。史密斯首先將充滿的淀粉粒作為電泳介質進行蛋白質分離,雖然效率有所提高,但該方法費時費力,無法大規模應用。此時史密斯回憶起小時候在淀粉進行加熱后冷卻可以制成果凍樣物質,可以成為電泳很好的支持物,隨后對自己的想法進行實驗并最終獲得了理想的凝膠,該方法一方面使蛋白質的分辨率大大提高,另一方面也大大節約了時間。

雖然史密斯當時沒有意識到發現的重要性,但不久就發現淀粉凝膠電泳(Starchgelelectrophoresis,SGE)成為第一個高分辨率的電泳技術,在深入分離研究蛋白質的過程中發揮了重要作用,如史密斯使用自己發明的方法發現健康人群中的血清蛋白在氨基酸組成上存在一定的差異,從而促進了蛋白質多態性的發現。SGE在早期進行蛋白質遺傳突變研究方面發揮了巨大的作用,為一些新蛋白質如轉鐵蛋白、g-球蛋白等的發現作出了重要的貢獻,特別是隨后科學家通過改進支持介質而擴大了凝膠電泳的應用范圍,成為今天實驗室研究蛋白質和核酸的基本方法。史密斯由于這項研究而獲得了1964年的威廉艾倫紀念獎和1990年的蓋德納爾基金會國際獎。

1960年,史密斯回到了威斯康星大學,成為遺傳學和醫學遺傳學助理教授,并于1971年成為講座教授。史密斯在20世紀60年代主要完善自己的電泳和進行蛋白質的研究,在蛋白質多態性和抗體多樣性方面都有一系列重要的發現,從而贏得了同行的尊敬。史密斯1971年當選為美國科學院院士,1978年成為美國藝術和科學院院士,1975年還成為了美國遺傳學會主席。

進入20世紀70年代,史密斯的研究重點轉移到了分子遺傳學領域,他尤其對哺乳動物基因的結構和進化最有興趣,但當時研究基因的常用工具是大腸桿菌等低等生物,這為高等生物基因的研究帶來了極大的困難,而史密斯考慮是否可以對真核細胞進行基因操作。1982年,史密斯開始著手進行人類細胞的基因突變研究,中間遇到許多困難,甚至連史密斯的學生都認為該目標根本就不可能實現,但1985年5月18日,在經歷了3年零一個月的艱苦探索之后,史密斯和他的助手利用同源重組終于實現了將外源基因(b-球蛋白基因)插入到細胞DNA的特異位置,盡管當時該方法的基因整合效率較低,但不久就顯示其了巨大的應用潛力,史密斯在英國著名的《Nature》雜志上發表了自己的研究結果。1987年,史密斯的研究小組在前期工作的技術上以小鼠胚胎為材料又成功實現了對特定基因的專一性改變的目的,與此同時猶他大學的卡佩奇也取得了類似的結果,他們的成就開創了基因剔除技術的新時代。隨后世界各地成千上萬的研究者都在采用這項技術,并對其進行了多方面的改進,從而使基因剔除技術成為今天分子生物學研究中一項最基本的工具之一,在此技術基礎上培育成功的基因剔除小鼠也成為研究人類多種疾病的理想模型,在闡明人類疾病的發生機理方面發揮了至關重要的作用。

史密斯由于在基因剔除研究中的奠基性貢獻而獲得了許多重要的國際獎勵(大多數和卡佩奇分享),比較著名的如1993年蓋德納爾基金會國際獎(史密斯成為極少兩獲該項獎勵的科學家之一)、2002年拉斯克基礎醫學獎(有美國諾貝爾獎之稱)、2002/2003年沃爾夫醫學獎、2005年的MarchofDimes發育生物學獎等,因此史密斯和卡佩奇將是近幾年諾貝爾生理與醫學獎最熱門的人選。(如需轉載,請注明來源自科技世界網)

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