Michael Smith fue un bioquímico que cambió fundamentalmente la forma en que los científicos interactúan con el ADN. Nació en Blackpool, Inglaterra en 1932 y se mudó a Vancouver, Canadá, ese mismo año. Se convirtió en ciudadano canadiense en 1964. Murió en Vancouver en 2000. Pero su legado sigue vivo en todos los laboratorios que estudian la función genética.
El Sr. Smith es mejor conocido por desarrollar mutagénesis dirigida al sitio. Esta tecnología permite a los investigadores editar con precisión secuencias de ADN. Antes de su trabajo, cambiar partes específicas de genes era como intentar dar en el blanco en movimiento en la oscuridad. Esto es impreciso. Es muy lento. Es en gran medida un juego de adivinanzas. Smith cambió las reglas.
Problemas tempranos de edición de genes
A principios de los años 1970, la bioquímica se encontraba en una situación difícil. Los investigadores querían entender cómo funcionan las proteínas. El enfoque habitual consiste en provocar mutaciones aleatorias en los genes y observar qué sucede con las proteínas resultantes. Esta es la genética inversa. Esto es fortuito. No hay garantía de que la mutación observada sea responsable del cambio de función. Este es un proceso que requiere mucho tiempo.
Smith pensó en una manera mejor. Se dio cuenta de que si podía realizar cambios específicos en ciertos lugares, podría conectar estructura y función directamente. Las ideas clave son simples. Usó cadenas cortas de nucleótidos llamadas oligonucleótidos. Estas cadenas están diseñadas para ser complementarias a la secuencia de ADN objetivo. Sin embargo, contenían errores deliberados: ciertas mutaciones. Una vez introducido en la célula, la maquinaria celular utiliza este fragmento sintético como plantilla. El resultado es un gen modificado editado con precisión.
“Este método es revolucionario porque permite a los investigadores introducir mutaciones específicas en genes simplemente sintetizando oligonucleótidos”.
Educación y trayectoria profesional
El camino de Smith no ha sido fácil. Recibió su doctorado. Se graduó en la Universidad de Manchester en 1956 y se mudó a Vancouver ese mismo año. Durante la siguiente década ocupó cargos en Canadá y Estados Unidos. Se unió a la facultad de la Universidad de Columbia Británica en 1966. En 1987, finalmente se convirtió en director del laboratorio de biotecnología de la universidad.
También ayudó a crear el lado industrial de la ciencia. El Sr. Smith es el fundador de la empresa de biotecnología ZymoGenetics Inc. Esto no es sólo un ejercicio académico. Ésta es una aplicación real de principios bioquímicos complejos.
Por qué es importante la mutagénesis dirigida al sitio
Los métodos desarrollados por Smith son ahora herramientas estándar en biología molecular. Esto responde a la pregunta básica: * ¿Cómo cambia la proteína producida al cambiar una letra en el código del ADN? *
Antes de Smith, los investigadores se basaban en la mutagénesis aleatoria. Utilizan radiación y productos químicos para destruir el ADN. Luego examinaron miles de organismos en busca de propiedades beneficiosas. Esto es ineficiente. El método de Smith permite la edición directa. ¿Quieres cambiar el aminoácido X por el aminoácido Y? Diseñar un oligonucleótido con este cambio. Con este enfoque, obtendrá resultados.
Esta precisión abre nuevas áreas de investigación. Los científicos ahora pueden examinar de cerca las relaciones estructura-función en enfermedades complejas. Pueden estudiar la formación de placas proteicas en la enfermedad de Alzheimer. Pueden estudiar proteínas virales asociadas con deficiencias inmunes. Pueden estudiar los sitios de unión de los neurotransmisores para diseñar mejores medicamentos.
Aplicación práctica
El impacto de la investigación de Smith se extiende mucho más allá de la ciencia básica. Tiene un impacto directo en la asistencia sanitaria y la industria.
- Terapia génica: Los investigadores están utilizando principios similares para estudiar tratamientos para la fibrosis quística, la anemia de células falciformes y la hemofilia. El objetivo es corregir el defecto genético subyacente, no sólo tratar los síntomas.
- Fármacos: Comprender exactamente cómo se unen las proteínas a los receptores permite a los investigadores diseñar análogos con nuevas propiedades. Muchos medicamentos modernos se desarrollaron de esta manera.
- Enzimas industriales: La ciencia y la tecnología de los alimentos se benefician de las enzimas mejoradas. Los cambios genéticos específicos los hacen más estables y eficaces.
Smith compartió el Premio Nobel de Química de 1993 con Cary B. Mullis. Maris inventó la PCR. A Smith se le ocurrió el método para modificar el modelo en sí. Ambos son fundamentales. Ambos cambiaron el curso de la investigación biológica.
Un legado duradero
El Sr. Smith murió en el año 2000, pero sus métodos se utilizan todos los días. Cuando los científicos querían comprender cómo funciona una proteína, a menudo comienzan modificando la proteína. Pueden intercambiar residuos específicos o eliminar secuencias problemáticas.
