Michael Smith

1.1. Sinh ra và Tuổi thơ

Michael Smith sinh ngày 26 tháng 4 năm 1932 tại Blackpool, Lancashire, Anh. Ông nhập cư vào Canada năm 1956 và trở thành công dân Canada vào năm 1963. Ngày 6 tháng 8 năm 1960, Smith kết hôn với Helen Wood Christie trên Đảo Vancouver, British Columbia, Canada. Họ có ba người con là Tom, Ian và Wendy, và ba người cháu, nhưng đã ly thân vào năm 1983. Những năm cuối đời, Smith sống cùng với người bạn đời Elizabeth Raines tại Vancouver cho đến khi ông qua đời vào ngày 4 tháng 10 năm 2000.

1.2. Hành trình Học thuật

Michael Smith lần đầu tiên theo học Trường Tiểu học St. Nicholas Church of England, một trường công lập. Vào thời điểm đó, rất ít trẻ em từ các trường công lập ở Anh được tiếp tục giáo dục học thuật cao hơn, tuy nhiên Smith đã xuất sắc trong kỳ thi "eleven plus" (kỳ thi tuyển sinh trung học ở Anh) và là một trường hợp ngoại lệ. Nhờ một học bổng, ông có thể theo học Trường Arnold dành cho nam sinh. Một học bổng khác đã cho phép ông học hóa học tại Trường Hóa học, Đại học Manchester, nơi ông theo đuổi sở thích về hóa học công nghiệp. Ông được trao bằng BSc và sau đó là bằng PhD vào năm 1956 với nghiên cứu về hóa học lập thể của các diol. Luận án tiến sĩ của ông có tựa đề "Nghiên cứu về hóa học lập thể của diol và các dẫn xuất của chúng".

2.1. Nghiên cứu ban đầu và Giai đoạn sau tiến sĩ

Sự nghiệp nghiên cứu của Michael Smith bắt đầu với học bổng sau tiến sĩ tại Hội đồng Nghiên cứu British Columbia dưới sự hướng dẫn của Har Gobind Khorana, người đang phát triển các kỹ thuật mới để tổng hợp nucleotide. Việc ứng dụng các nguyên tắc vật lý và hóa học vào các sinh vật sống là một lĩnh vực mới vào thời điểm đó; DNA đã được xác định là vật liệu di truyền của tế bào, và Khorana cùng những người khác đang nghiên cứu cách DNA mã hóa các protein tạo nên một sinh vật. Năm 1960, khi Khorana được mời và chấp nhận một vị trí tại Viện Nghiên cứu Enzyme của Đại học Wisconsin-Madison với các cơ sở phòng thí nghiệm xuất sắc, Smith đã chuyển đến đó cùng ông.

Sau vài tháng ở Wisconsin, Smith trở lại Vancouver với tư cách là một nhà khoa học cấp cao và người đứng đầu Phòng Hóa học tại Trạm Công nghệ Vancouver của Ban Nghiên cứu Ngư nghiệp (FRB) Canada. Trong vai trò này, ông đã thực hiện các nghiên cứu về thói quen ăn uống và sự sống sót của cá hồi sinh sản, cũng như xác định các kích thích khứu giác dẫn đường cá hồi đến dòng suối nơi chúng sinh ra. Tuy nhiên, mối quan tâm nghiên cứu chính của ông vẫn là tổng hợp axit nucleic, lĩnh vực mà ông đã nhận được tài trợ nghiên cứu từ Cơ quan Y tế Công cộng Hoa Kỳ.

Song song với việc thực hiện nghiên cứu cho FRB, Smith cũng giữ các vị trí phó giáo sư tại Khoa Hóa sinh của Đại học British Columbia (UBC) và giáo sư danh dự tại Khoa Động vật học. Năm 1966, Smith được bổ nhiệm làm cộng tác viên nghiên cứu của Hội đồng Nghiên cứu Y tế Canada, làm việc trong Khoa Hóa sinh của UBC.

Lĩnh vực đặc biệt mà Smith quan tâm vẫn là tổng hợp oligonucleotide và xác định đặc tính của chúng. Năm 1975-1976, một kỳ nghỉ phép tại Phòng thí nghiệm Sinh học Phân tử MRC ở Anh cùng với Fred Sanger đã đưa Smith lên vị trí hàng đầu trong nghiên cứu về tổ chức của gen và hệ gen cùng các phương pháp giải trình tự các phân tử DNA lớn. Ông trở về từ Anh với tư cách là một trong những nhà sinh học phân tử hàng đầu thế giới. Smith và nhóm của ông bắt đầu nghiên cứu khả năng tạo ra các đột biến tại bất kỳ vị trí nào trong hệ gen virus. Nếu khả thi, quá trình này có thể là một phương pháp hiệu quả để tạo ra các thay đổi di truyền trong gen. Cuối cùng, vào năm 1977, họ đã xác nhận lý thuyết của Smith.

2.2. Đổi mới trong Công nghệ đột biến định hướng vị trí

Cuối những năm 1970, Smith tập trung vào các dự án trong sinh học phân tử và cách các gen trong phân tử DNA hoạt động như các kho lưu trữ và truyền thông tin sinh học. Năm 1978, Smith, hợp tác với đồng nghiệp cũ trong kỳ nghỉ phép tại phòng thí nghiệm của Fred Sanger là Clyde A. Hutchison III, đã giới thiệu một kỹ thuật mới được gọi là "đột biến định hướng vị trí bằng oligonucleotide" vào sinh học phân tử, giải quyết vấn đề làm thế nào để xác định hiệu quả ảnh hưởng của một gen đột biến đơn lẻ. Họ đã phát triển một kỹ thuật DNA tổng hợp để đưa các đột biến định hướng vị trí vào gen. Điều này cho phép so sánh các phân tử protein khác nhau, tiết lộ vai trò của đột biến ban đầu.

Công nghệ mới này cho phép xác định nhanh chóng và thay đổi có chủ đích các gen nhằm mục đích thay đổi đặc điểm của một sinh vật. Nó nâng cao khả năng về các chiến lược chẩn đoán mới và các phương pháp điều trị mới cho các bệnh di truyền, và thậm chí cả việc tạo ra các dạng sống nhân tạo mới, như kỹ thuật tiền thân cho phản ứng chuỗi polymerase (PCR), đột biến định hướng vị trí và sinh học tổng hợp.

Bài báo của nhóm mô tả đột biến định hướng vị trí đã được xuất bản với tựa đề "Mutagenesis at a Specific Position in a DNA Sequence" trên Tạp chí Hóa học Sinh học vào năm 1978. Nhờ công trình phát triển kỹ thuật đột biến định hướng vị trí bằng oligonucleotide, Smith đã chia sẻ giải Nobel Hóa học năm 1993 với Kary Mullis, người phát minh ra phản ứng chuỗi polymerase.

Công nghệ đột biến định hướng vị trí của Smith đã mở ra nhiều khả năng nghiên cứu quan trọng. Sử dụng kỹ thuật này, các nhà khoa học đã có thể phân tích mối quan hệ cấu trúc và chức năng liên quan đến sự hình thành mảng protein trong sinh lý bệnh của bệnh Alzheimer; nghiên cứu tính khả thi của các phương pháp liệu pháp gen cho xơ nang, bệnh hồng cầu hình liềm và bệnh máu khó đông; xác định đặc điểm của các thụ thể protein tại các vị trí liên kết với chất dẫn truyền thần kinh và thiết kế các chất tương tự có đặc tính dược học mới lạ; kiểm tra các protein virus liên quan đến bệnh suy giảm miễn dịch; và cải thiện các đặc tính của các enzyme công nghiệp được sử dụng trong khoa học và công nghệ thực phẩm.

2.3. Vai trò Lãnh đạo trong Công nghệ sinh học

Năm 1981, Smith trở thành một nhà quản lý khi được bầu làm đại diện khoa Y vào Thượng viện Đại học British Columbia. Ông cũng phục vụ trong ủy ban cố vấn của Chương trình Sinh học Tiến hóa thuộc Viện Nghiên cứu Tiên tiến Canada và trong Ủy ban Công nghệ sinh học của British Columbia. Năm 1982, Smith khởi động Trung tâm Di truyền Phân tử tại khoa Y và trở thành giám đốc vào năm 1986. Ông là giám đốc khoa học tạm thời của Trung tâm Nghiên cứu Y sinh UBC vào năm 1991.

Năm 1987, Phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học, một trong ba "Trung tâm Xuất sắc" cấp tỉnh, được thành lập tại UBC. Cơ sở mới này đã tiếp quản Trung tâm Di truyền Phân tử, và Smith trở thành giám đốc của nó. Ông đóng một vai trò quan trọng trong việc tập hợp các nhà khoa học và trong việc viết đề xuất cho cái sẽ trở thành "Mạng lưới Trung tâm Xuất sắc về Kỹ thuật Protein" hay PENCE.

Trong suốt những năm 1980, Smith và các đồng nghiệp tại Viện Nghiên cứu Tiên tiến Canada đã ủng hộ việc thành lập một cơ sở cho phép Canada đóng một vai trò trong cái mà sau này được gọi là Dự án Bộ gen Người. Cuối cùng, nguồn tài trợ đã được đảm bảo từ Cơ quan Ung thư British Columbia và vào năm 1999, Trung tâm Giải trình tự Gen (nay là Trung tâm Khoa học Bộ gen Michael Smith) được thành lập với nhiệm vụ phát triển và triển khai các công nghệ gen học để hỗ trợ khoa học sự sống, đặc biệt là nghiên cứu ung thư. Trung tâm Khoa học Bộ gen cũng cung cấp công nghệ cho các dự án của Genome Canada và Genome British Columbia trong các lĩnh vực sức khỏe con người, môi trường, lâm nghiệp, nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.

2.4. Hoạt động Thương mại

Năm 1981, Smith dấn thân vào thế giới kinh doanh với tư cách là một doanh nhân dược phẩm. Cùng với các Giáo sư Earl W. Davie và Benjamin D. Hall từ Đại học Washington, ông đã đồng sáng lập công ty ZymoGenetics tại Seattle, Washington, Hoa Kỳ. Công ty bắt đầu nghiên cứu về protein tái tổ hợp trong một sáng kiến quốc tế với Novo Nordisk của Đan Mạch. DNA tái tổ hợp được sử dụng chủ yếu trong nghiên cứu cơ bản, và sau đó ZymoGenetics đã được Bristol-Myers Squibb mua lại. Các ứng dụng tiếp theo của DNA tái tổ hợp được tìm thấy trong y học người và thú y, trong nông nghiệp và trong kỹ thuật sinh học.

6.1. Đóng góp Từ thiện

Michael Smith nổi tiếng với lòng hào phóng đặc biệt. Ông đã quyên tặng một nửa số tiền thưởng từ Giải Nobel Hóa học của mình cho các nhà nghiên cứu đang làm việc về di truyền học của tâm thần phân liệt. Nửa còn lại, ông đã tặng cho Science World BC và Hội Phụ nữ Canada trong Khoa học và Công nghệ. Ngoài ra, giải thưởng Royal Bank Award mà ông nhận được vào năm 1999, bao gồm một khoản tài trợ đi kèm, cũng được ông quyên góp cho Quỹ Ung thư British Columbia. Những hành động này thể hiện rõ ràng giá trị nhân văn sâu sắc và mong muốn dùng thành công cá nhân để thúc đẩy sự tiến bộ xã hội và khoa học của ông.

6.2. Tưởng nhớ và Kỷ niệm

Để vinh danh những thành tựu và đóng góp của Michael Smith, nhiều tổ chức và công trình đã được đặt tên hoặc thành lập:

• 2001: Quỹ Nghiên cứu Sức khỏe Michael Smith được thành lập.
• 2004: Phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học UBC được đổi tên thành Phòng thí nghiệm Michael Smith.
• 2004: Trung tâm Khoa học Bộ gen Michael Smith của Canada được đặt tên để vinh danh ông.
• 2004: Đại học Manchester đặt tên trung tâm nghiên cứu khoa học sinh học mới của mình là Tòa nhà Michael Smith.
• 2005: Khai trương Khu căn hộ Smith-Yuen tại Vancouver.

Giấy chứng nhận bầu ông vào Hội Hoàng gia Luân Đôn đã ghi nhận: "Ông đã có nhiều đóng góp cho hóa học và sinh học phân tử của các nucleotide và polynucleotide. Với các nucleotide, các đóng góp này bao gồm việc phát triển các quy trình chung để tổng hợp nucleoside 5'-mono- và polyphosphat, cũng như 3'-5' cyclic phosphat. Với các polynucleotide, ông đã phát triển các phương pháp mới để tổng hợp hóa học và enzym các oligodeoxyribonucleotide; đưa ra các chiến lược tiện lợi hơn để xác định trình tự và xác định trình tự gen của phage và nấm men; tiên phong ứng dụng các oligodeoxyribonucleotide tổng hợp vào các vấn đề trong sinh học phân tử bao gồm việc sử dụng chúng làm đầu dò trong phân lập gen, làm mồi trong giải trình tự DNA sợi đôi và mRNA, và quan trọng nhất, làm tác nhân gây đột biến đặc hiệu trong đột biến định hướng vị trí."