Michael Smith era un biochimico che cambiò radicalmente il modo in cui gli scienziati interagiscono con il DNA. È nato a Blackpool, in Inghilterra nel 1932 e si è trasferito a Vancouver, in Canada, nello stesso anno. Divenne cittadino canadese nel 1964. Morì a Vancouver nel 2000. Ma la sua eredità sopravvive in tutti i laboratori che studiano la funzione dei geni.
Il signor Smith è noto soprattutto per lo sviluppo della mutagenesi sito-diretta. Questa tecnologia consente ai ricercatori di modificare con precisione le sequenze di DNA. Prima del suo lavoro, cambiare parti specifiche dei geni era come cercare di colpire un bersaglio in movimento nell’oscurità. Questo è impreciso. È molto lento. È davvero un gioco d’ipotesi. Smith ha cambiato le regole.
Problemi precoci di editing genetico
All’inizio degli anni ’70 la biochimica si trovava in una situazione difficile. I ricercatori volevano capire come funzionano le proteine. L’approccio usuale consiste nel causare mutazioni casuali nei geni e osservare cosa succede alle proteine risultanti. Questa è la genetica inversa. Questo è fortuito. Non vi è alcuna garanzia che la mutazione osservata sia responsabile del cambiamento di funzione. Questo è un processo che richiede tempo.
Smith ha pensato a un modo migliore. Si rese conto che se fosse riuscito ad apportare modifiche specifiche in determinati luoghi, avrebbe potuto collegare direttamente struttura e funzione. Le informazioni chiave sono semplici. Ha usato brevi catene di nucleotidi chiamate oligonucleotidi. Questi filamenti sono progettati per essere complementari alla sequenza di DNA bersaglio. Tuttavia contenevano errori intenzionali: alcune mutazioni. Una volta introdotto nella cellula, il macchinario cellulare utilizza questo frammento sintetico come modello. Il risultato è un gene modificato modificato con precisione.
“Questo metodo è rivoluzionario perché consente ai ricercatori di introdurre mutazioni specifiche nei geni semplicemente sintetizzando oligonucleotidi.”
Percorso formativo e professionale
La strada di Smith non è stata agevole. Ha conseguito il dottorato di ricerca. Si laureò all’Università di Manchester nel 1956 e nello stesso anno si trasferì a Vancouver. Nel decennio successivo ricoprì incarichi in Canada e negli Stati Uniti. Entrò a far parte della facoltà dell’Università della British Columbia nel 1966. Nel 1987 divenne infine direttore del laboratorio di biotecnologia dell’università.
Ha anche contribuito a creare il lato industriale della scienza. Il signor Smith è il fondatore della società di biotecnologia ZymoGenetics Inc. Questo non è solo un esercizio accademico. Questa è una vera e propria applicazione di principi biochimici complessi.
Perché la mutagenesi sito-diretta è importante
I metodi sviluppati da Smith sono ormai strumenti standard nella biologia molecolare. Ciò risponde alla domanda fondamentale: * In che modo la modifica di una lettera nel codice del DNA modifica la proteina prodotta? *
Prima di Smith, i ricercatori si affidavano alla mutagenesi casuale. Usano radiazioni e sostanze chimiche per distruggere il DNA. Hanno quindi esaminato migliaia di organismi per le loro proprietà benefiche. Questo è inefficiente. Il metodo di Smith consente l’editing diretto. Vuoi cambiare l’amminoacido X nell’amminoacido Y? Progetta un oligonucleotide con questo cambiamento. Con questo approccio otterrai risultati.
Questa precisione apre nuove aree di ricerca. Gli scienziati sono ora in grado di esaminare da vicino le relazioni struttura-funzione nelle malattie complesse. Possono studiare la formazione delle placche proteiche nella malattia di Alzheimer. Possono studiare le proteine virali associate a carenze immunitarie. Possono studiare i siti di legame dei neurotrasmettitori per progettare farmaci migliori.
Applicazione pratica
L’impatto della ricerca di Smith va ben oltre la scienza di base. Ha un impatto diretto sulla sanità e sull’industria.
- Terapia genica: i ricercatori stanno utilizzando principi simili per studiare trattamenti per la fibrosi cistica, l’anemia falciforme e l’emofilia. L’obiettivo è correggere il difetto genetico sottostante, non solo curare i sintomi.
- Farmaci: comprendere esattamente come le proteine si legano ai recettori consente ai ricercatori di progettare analoghi con nuove proprietà. Molti farmaci moderni sono stati sviluppati in questo modo.
- Enzimi industriali: la scienza e la tecnologia alimentare traggono vantaggio dal miglioramento degli enzimi. I cambiamenti genetici mirati li rendono più stabili ed efficaci.
Smith ha condiviso il Premio Nobel per la Chimica nel 1993 con Cary B. Mullis. Maris ha inventato la PCR. Smith ha ideato il metodo per modificare il modello stesso. Entrambi sono fondamentali. Entrambi hanno cambiato il corso della ricerca biologica.
Un’eredità duratura
Il signor Smith è morto nel 2000, ma i suoi metodi vengono utilizzati ogni giorno. Quando gli scienziati volevano capire come funziona una proteina, spesso iniziavano modificando la proteina. Possono sostituire residui specifici o rimuovere sequenze problematiche
