Michael Smith adalah seorang ahli biokimia yang secara mendasar mengubah cara ilmuwan berinteraksi dengan DNA. Ia lahir di Blackpool, Inggris pada tahun 1932 dan pindah ke Vancouver, Kanada pada akhir tahun itu. Ia menjadi warga negara Kanada pada tahun 1964. Ia meninggal di Vancouver pada tahun 2000. Namun warisannya tetap hidup di semua laboratorium yang mempelajari fungsi gen.
Mr Smith terkenal karena mengembangkan mutagenesis terarah situs. Teknologi ini memungkinkan peneliti mengedit urutan DNA secara tepat. Sebelum karyanya, mengubah bagian tertentu dari gen seperti mencoba mencapai target bergerak dalam kegelapan. Ini tidak tepat. Ini sangat lambat. Ini adalah permainan tebak-tebakan. Smith mengubah aturannya.
Masalah pengeditan gen awal
Pada awal tahun 1970-an, biokimia berada dalam situasi yang sulit. Para peneliti ingin memahami cara kerja protein. Pendekatan yang biasa dilakukan adalah dengan menyebabkan mutasi acak pada gen dan mengamati apa yang terjadi pada protein yang dihasilkan. Ini adalah genetika terbalik. Ini adalah sebuah kebetulan. Tidak ada jaminan bahwa mutasi yang diamati bertanggung jawab atas perubahan fungsi. Ini adalah proses yang memakan waktu.
Smith memikirkan cara yang lebih baik. Ia menyadari bahwa jika ia bisa melakukan perubahan spesifik di tempat tertentu, ia bisa menghubungkan struktur dan fungsi secara langsung. Wawasan utamanya sederhana. Dia menggunakan rantai pendek nukleotida yang disebut oligonukleotida. Untaian ini dirancang untuk melengkapi urutan DNA target. Namun, mereka mengandung kesalahan yang disengaja – mutasi tertentu. Setelah dimasukkan ke dalam sel, mesin seluler menggunakan fragmen sintetik ini sebagai templat. Hasilnya adalah gen termodifikasi yang diedit dengan tepat.
“Metode ini revolusioner karena memungkinkan peneliti memasukkan mutasi spesifik ke dalam gen hanya dengan mensintesis oligonukleotida.”
Pendidikan dan jalur karir
Jalan Smith tidak mulus. Ia menerima gelar Ph.D. Dia lulus dari Universitas Manchester pada tahun 1956 dan pindah ke Vancouver pada tahun yang sama. Selama dekade berikutnya, dia memegang jabatan di Kanada dan Amerika Serikat. Ia bergabung dengan fakultas Universitas British Columbia pada tahun 1966. Pada tahun 1987, ia akhirnya menjadi direktur laboratorium bioteknologi universitas tersebut.
Dia juga membantu menciptakan sisi industri ilmu pengetahuan. Mr Smith adalah pendiri perusahaan bioteknologi ZymoGenetics Inc. Ini bukan sekedar latihan akademis. Ini adalah penerapan nyata dari prinsip-prinsip biokimia yang kompleks.
Mengapa mutagenesis terarah situs itu penting
Metode yang dikembangkan oleh Smith kini menjadi alat standar dalam biologi molekuler. Ini menjawab pertanyaan dasar: * Bagaimana mengubah satu huruf dalam kode DNA mengubah protein yang dihasilkan? *
Sebelum Smith, para peneliti mengandalkan mutagenesis acak. Mereka menggunakan radiasi dan bahan kimia untuk menghancurkan DNA. Mereka kemudian menyaring ribuan organisme untuk mengetahui sifat-sifat yang bermanfaat. Ini tidak efisien. Metode Smith memungkinkan pengeditan langsung. Apakah Anda ingin mengubah asam amino X menjadi asam amino Y? Rancang oligonukleotida dengan perubahan ini. Dengan pendekatan ini, Anda akan mendapatkan hasil.
Akurasi ini membuka bidang penelitian baru. Para ilmuwan kini dapat meneliti secara dekat hubungan struktur-fungsi pada penyakit kompleks. Mereka dapat mempelajari pembentukan plak protein pada penyakit Alzheimer. Mereka dapat mempelajari protein virus yang berhubungan dengan defisiensi imun. Mereka dapat mempelajari situs pengikatan neurotransmiter untuk merancang obat yang lebih baik.
Aplikasi praktis
Dampak penelitian Smith jauh melampaui ilmu pengetahuan dasar. Hal ini berdampak langsung pada layanan kesehatan dan industri.
- Terapi Gen: Para peneliti menggunakan prinsip serupa untuk mempelajari pengobatan fibrosis kistik, penyakit sel sabit, dan hemofilia. Tujuannya adalah untuk memperbaiki cacat genetik yang mendasarinya, bukan hanya mengobati gejalanya.
- Obat: Memahami dengan tepat bagaimana protein berikatan dengan reseptor memungkinkan peneliti merancang analog dengan sifat baru. Banyak obat modern dikembangkan dengan cara ini.
- Enzim Industri: Ilmu dan teknologi pangan mendapat manfaat dari peningkatan enzim. Perubahan genetik yang ditargetkan menjadikannya lebih stabil dan efektif.
Smith berbagi Hadiah Nobel Kimia tahun 1993 dengan Cary B. Mullis. Maris menemukan PCR. Smith menemukan metode untuk memodifikasi model itu sendiri. Keduanya mendasar. Keduanya mengubah arah penelitian biologi.
Warisan abadi
Tuan Smith meninggal pada tahun 2000, namun metodenya digunakan setiap hari. Ketika para ilmuwan ingin memahami cara kerja suatu protein, mereka sering kali memulai dengan memodifikasi protein tersebut. Mereka dapat menukar residu tertentu atau menghilangkan rangkaian masalah
