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奥利弗·史密斯2007年诺贝尔生理学或医学奖的获得者:“基因打靶技术领域”的先驱者

诺贝尔奖 2024-02-07 10:33:04 嘞嘞

奥利弗·史密斯(Oliver Smithies)是一位享誉全球的遗传学家,他的科研生涯中最为人所称道的是他在基因打靶技术领域的卓越贡献。这项革命性的技术由史密斯与马里奥·卡佩奇共同研发,它开创了在哺乳动物细胞基因组中精确添加、删除或替换特定基因的新纪元。

个人简历

学习阶段

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。

研究胰岛素

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。

研究

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。

主要贡献

发明基因敲除技术:史密斯与马里奥·卡佩奇共同发明了一种精确修改哺乳动物基因组的方法,即所谓的“基因打靶”技术。这一技术使得科学家能够通过同源重组原理,在实验小鼠中精准地删除、替换或插入特定基因,从而揭示这些基因在生物体发育和疾病发生过程中的功能。

基因功能研究:通过基因敲除技术,史密斯及其同事能够对各种基因进行深入的功能研究,这对于理解人类疾病的遗传基础以及发展针对遗传性疾病的治疗方法至关重要。

科研生涯影响:奥利弗·史密斯的工作不仅极大地推动了分子生物学和遗传学的发展,也为后续诸如基因疗法、药物筛选及模型动物构建等领域开辟了新的研究路径。

来源:百度百科
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