奥利弗·史密斯:美国杰出遗传学家
2016-05-11 17:49:00   来源:环球网
内容摘要
奥利弗·史密斯(英语:OliverSmithies,1925年7月23日-)是英国出生的美国遗传学家。史密斯主要进行胰岛素的研究工作,他发现当时的自由电泳在制备纯净蛋白质过程中存在很大的困难,他改进后的方法不仅使蛋白质的分辨率大大提高,还节约了时间。

奥利弗·史密斯(英语:OliverSmithies,1925年7月23日-)是英国出生的美国遗传学家,北卡罗来纳大学教堂山分校教授。因发明基因敲除小鼠技术与美国科学家马里奥·卡佩奇和英国科学家马丁·埃文斯一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。

1925年7月23日,史密斯出生于英格兰西约克郡的哈利法克斯,父亲是一家保险公司的推销员,母亲是一所技术学院的教师。史密斯很小就拥有较强的动手能力,他的大部分时间用于自己制造一些仪器,如使用猪的膀胱制备成为扩音器,此外还制造了望远镜和无线电等。史密斯在高中阶段的成绩非常优秀,因此毕业时获得了一项奖学金而有机会进入牛津大学的贝列尔学院学习,并以优异成绩在1946年获得生理学学士学位,此外大学期间还获得化学的第二学位。随后继续在牛津大学进行研究生学习,期间试图通过测量渗透压来检测蛋白质之间的相互作用,尽管最后发现该方法在研究中没有一点实际意义,但通过这些训练,培养了自己执着的科研精神。

1951年,史密斯获得了哲学博士学位,他的导师建议史密斯去国外特别是美国进行进一步研究以扩大自己的知识体系。1951年史密斯来到美国,进入威斯康星-麦迪逊大学生理化学实验室进行博士后研究,期间主要进行蛋白质分离方面的工作。1953年史密斯在多伦多大学获得了一个职位,进入医学研究实验室成为研究助手。

史密斯主要进行胰岛素的研究工作,他发现当时的自由电泳在制备纯净蛋白质过程中存在很大的困难,需要将该方法进行改进。史密斯首先将充满的淀粉粒作为电泳介质进行蛋白质分离,虽然效率有所提高,但该方法费时费力,无法大规模应用。此时史密斯回忆起小时候在淀粉进行加热后冷却可以制成果冻样物质,可以成为电泳很好的支持物,随后对自己的想法进行实验并最终获得了理想的凝胶,该方法一方面使蛋白质的分辨率大大提高,另一方面也大大节约了时间。

虽然史密斯当时没有意识到发现的重要性,但不久就发现淀粉凝胶电泳(Starchgelelectrophoresis,SGE)成为第一个高分辨率的电泳技术,在深入分离研究蛋白质的过程中发挥了重要作用,如史密斯使用自己发明的方法发现健康人群中的血清蛋白在氨基酸组成上存在一定的差异,从而促进了蛋白质多态性的发现。SGE在早期进行蛋白质遗传突变研究方面发挥了巨大的作用,为一些新蛋白质如转铁蛋白、g-球蛋白等的发现作出了重要的贡献,特别是随后科学家通过改进支持介质而扩大了凝胶电泳的应用范围,成为今天实验室研究蛋白质和核酸的基本方法。史密斯由于这项研究而获得了1964年的威廉艾伦纪念奖和1990年的盖德纳尔基金会国际奖。

1960年,史密斯回到了威斯康星大学,成为遗传学和医学遗传学助理教授,并于1971年成为讲座教授。史密斯在20世纪60年代主要完善自己的电泳和进行蛋白质的研究,在蛋白质多态性和抗体多样性方面都有一系列重要的发现,从而赢得了同行的尊敬。史密斯1971年当选为美国科学院院士,1978年成为美国艺术和科学院院士,1975年还成为了美国遗传学会主席。

进入20世纪70年代,史密斯的研究重点转移到了分子遗传学领域,他尤其对哺乳动物基因的结构和进化最有兴趣,但当时研究基因的常用工具是大肠杆菌等低等生物,这为高等生物基因的研究带来了极大的困难,而史密斯考虑是否可以对真核细胞进行基因操作。1982年,史密斯开始着手进行人类细胞的基因突变研究,中间遇到许多困难,甚至连史密斯的学生都认为该目标根本就不可能实现,但1985年5月18日,在经历了3年零一个月的艰苦探索之后,史密斯和他的助手利用同源重组终于实现了将外源基因(b-球蛋白基因)插入到细胞DNA的特异位置,尽管当时该方法的基因整合效率较低,但不久就显示其了巨大的应用潜力,史密斯在英国著名的《Nature》杂志上发表了自己的研究结果。1987年,史密斯的研究小组在前期工作的技术上以小鼠胚胎为材料又成功实现了对特定基因的专一性改变的目的,与此同时犹他大学的卡佩奇也取得了类似的结果,他们的成就开创了基因剔除技术的新时代。随后世界各地成千上万的研究者都在采用这项技术,并对其进行了多方面的改进,从而使基因剔除技术成为今天分子生物学研究中一项最基本的工具之一,在此技术基础上培育成功的基因剔除小鼠也成为研究人类多种疾病的理想模型,在阐明人类疾病的发生机理方面发挥了至关重要的作用。

史密斯由于在基因剔除研究中的奠基性贡献而获得了许多重要的国际奖励(大多数和卡佩奇分享),比较著名的如1993年盖德纳尔基金会国际奖(史密斯成为极少两获该项奖励的科学家之一)、2002年拉斯克基础医学奖(有美国诺贝尔奖之称)、2002/2003年沃尔夫医学奖、2005年的MarchofDimes发育生物学奖等,因此史密斯和卡佩奇将是近几年诺贝尔生理与医学奖最热门的人选。(如需转载,请注明来源自科技世界网)

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