【原】诺贝尔生理学或医学奖名人堂：史密斯

Xiac2cmv1bxedf 2021-12-24

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诺贝尔生理学或医学奖名人堂122

1978：史密斯

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汉弥尔顿·奥塞内尔·史密斯（Hamilton Othanel Smith，1931.8.23～ )，美国分子生物学家、遗传学家。

美国分子生物学家、遗传学家史密斯

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史密斯出生于美国纽约，他的父亲是哥伦比亚大学的教育学博士，任教于伊利诺斯大学，母亲是一位中学教师。在史密斯7岁的时候，他们全家搬到了伊利诺斯州的厄巴纳，于是他就在厄巴纳上学读书。他爱音乐，8岁时开始学习弹钢琴，从此成为一名音乐爱好者。他喜欢读书，父亲不但给他买来了很多科学书籍，还在自家的地下室里建了一个实验室。史密斯喜欢看数学、物理学方面的书，动手能力又强，不但在父亲的指导下做实验，还亲自动手做了喷灯、离心机等实验器械，甚至成功制作出“电烟花”。

1948年，史密斯从厄巴纳中学毕业了，随后他带着对数学的浓厚兴趣进入了父亲所在的伊利诺斯大学，认真地攻读数学。两年后，他于不经意间读到了一篇有关生命科学的文章，文中介绍的生命科学的广阔前景，以及利用物理学、数学的理论与方法研究生命科学的新趋势，一下子就击中了他内心深处最柔软的地方，从此对生命科学念念不忘。经过反复权衡后，他毅然放弃了曾经深爱的、已经学习了两年的数学，转而来到加利福尼亚大学伯克利分校攻读生物学。

史密斯在实验室里

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1952年，史密斯从加利福尼亚大学伯克利分校毕业，获得了学士学位。随后，他进入霍普金斯大学医学院攻读医学专业研究生课程，并于1956年获得了医学博士学位。随后，他到密苏里州圣路易士的华盛顿大学巴恩斯医院当了一年的实习医生。完成实习期后，他又在圣地亚哥和亨利·福特医院工作了5年，期间他对生物化学和遗传学产生了兴趣，阅读了大量的分子生物学和遗传学的书籍。

1962年，史密斯再次做出选择，放弃了受人尊敬、收入颇丰的医生职业，来到密歇根大学任教，执教人类遗传学，同时开始从事科学研究。1967年，他进入霍普金斯大学微生物学系任教，开始对生物遗传基因进行研究。1973年，他晋升为霍普金斯大学微生物学教授。1975年，他前往苏黎世大学执教微生物学。1981年，他回到霍普金斯大学成为分子生物学和遗传学教授。1994年5月，他与人合作进行人类基因组的研究。1998年7月，他加入了测序果蝇的研究。2002年11月，他加入了克雷格文特尔研究所，该研究所目前处于生物学研究的领先地位。

史密斯在观察试管里的样本

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20世纪60年代，沃纳·阿尔伯（Werner Arber）首次从理论上提出了DNA限制性内切酶的存在，认为人类可以运用DNA限制性内切酶对重要的遗传物质DNA分子的特定部位进行切割，为不同DNA之间的连接创造必不可少的条件。1968年，阿尔伯等人还成功地分离出了I型DNA限制性内切酶，但是这种酶切割DNA分子的效果并不像预期那样好。

此刻，史密斯正在霍普金斯大学从事生物遗传基因的研究。1968年初，正在研究流感嗜血杆菌Rd株遗传重组的史密斯，在实验中偶然选用了噬菌体P22标记的DNA，他发现和流感嗜血杆菌Rd株一起保温的用噬菌体P22标记的DNA被切断了。此刻，他想起了阿尔伯有关DNA限制性内切酶的报道，意识到自己用于实验的噬菌体DNA很可能受到了流感嗜血杆菌Rd株的DNA限制性内切酶的作用。于是，他立即放下了自己的研究课题，转而用自己设计的粘度计，全力以赴去寻找预想中的流感嗜血杆菌Rd株的DNA限制性内切酶。

帕劳（2000）：现代生物技术工程的先驱阿尔伯与史密斯

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1969年春，史密斯发现了流感嗜血杆菌Rd株的DNA限制性内切酶。这是一种新的DNA限制性内切酶，即II型限制性内切酶（Hind II），能迅速降低多种外源的天然DNA的比粘度，但在同样条件下却不降低溶血性流感菌的DNA的比粘度。他把Hind II纯化了200倍，并于1970年分离出位点专一的Hind II，明确了其分解和修饰部位的特性，弄清了其识别的碱基顺序和切口部位。

Hind II不但要求有供识别的特异部位，而且在特异部位上有固定的切口，这是II型限制性内切酶酶不同于I型限制性内切酶酶的主要部分，也是它得以广泛应用于分子生物学上的决定性条件。目前已发现了百余种这样的II型限制性内切酶酶，它们识别双螺旋DNA上一段4至6对碱基对的顺序，并在特异碱基顺序上切开，切口可为平端或错开的粘合末端。

史密斯和同事那森斯在实验室里

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随后，史密斯的同事、微生物遗传学家丹尼尔·那森斯（Daniel Nathans）使用Hind II在世界上首次完成了DNA的人工切割，证明它是一种切割遗传基因理想的“分子剪刀”，人类从此实现了遗传基因的重组。此后，科学家们又成功地分离提取了 400多种“分子剪刀”。有了形形色色的“分子剪刀”，就可以随心所欲地进行DNA分子长链的切割。而将这些基因组合，第一次成功的尝试是1973年在斯坦福大学医学院里进行的。这些科研成果，为现代基因工程打下了坚实的基础。

因发现限制性内切酶及其在分子遗传学方面的应用，史密斯和阿尔伯、那森斯共同获得了1978年诺贝尔生理学或医学奖。此后，史密斯的实验室继续深入研究，并发现了十多个DNA转化基因的细菌。除了诺奖，史密斯还获得了古根海姆学会奖，并被评为美国癌症协会杰出的名誉教授。他的主要著作有《流感嗜血杆菌中的限制性酶：I.纯化和般性质》《流感嗜血杆菌中的限制酶：II.识别部位的碱基序列》《用限制性内切酶分解和重构DNA分子》等。