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纪念人工全合成结晶牛胰岛素50周年

董灿

作为一个90后,在我们的义务教育生涯中,“中国于1965年成功合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素”这样的字眼只是静静地躺在我初中高中生物课本中的一句话,总结性地。那时的我对于它的认识,仅仅是考试的一个知识点而已。

再后来,作为一个大学即将毕业的学生,我选择了生化所作为自己研究生生涯的起点。保研面试时,老师们总免不了问我一个问题,“你为什么要选择生化所”。我回答说,“最吸引我的是这里的历史,我知道结晶牛胰岛素就诞生于这里”。那时的我对于它的认识,是生化所厚重往事中的惊鸿一瞥。

而今,时间走到了结晶牛胰岛素成功合成50周年的节点上。众多的老先生,老院士以及海内外的校友又重逢在这个历久弥新的大院子里,回忆当年的依稀。我幸运地参加了这些座谈,近距离的听这些老前辈述说过去的故事。直到这时我才隐约体会到,结晶牛胰岛素的成功合成几乎承载了生化与细胞所50多年历史中那些难以磨灭的苦难和情感,是新中国科技发展史上浓墨重彩的一笔。

历史的年轮往复,一代代人也在这往复中回忆,反省和迈进。人工全合成结晶牛胰岛素的工作是在“大跃进”运动中提出的,之后经过半年多的反复酝酿最终形成了一个国家重大科研项目。当时的科学家之所以选择了这个课题,是在结合了当时世界科技环境后经过反复的思考才最终决定。1953年迪维尼奥(Vincent du Vigneaud) 将有机化学的研究成果成功地应用于生物化学和生理学领域,从氨基酸出发合成了第一个天然多肽激素--催产素,并且合成得到的催产素展示了应有的生理活性。这虽然只是一个九肽,却提供了人工合成更复杂的含硫多肽的途径。但九肽催产素毕竟还是一个人们公认的小分子。1955年,桑格(Frederick Sanger) 完成了胰岛素(第一个蛋白质) 的测序工作,使它成了一种可能合成的对象。这些都为胰岛素的人工合成提供了有利的基础。但是由于胰岛素有空间结构,即使克服了巨大困难,合成了它的一级结构,若不能把它折叠成既定的空间结构,依然得不到具有生物活性的胰岛素。这一命题科学上的难度的确定极大地挑战了中国科学家们的智慧。不仅如此,当时国内的科研条件可以说也是困难重重,可以用”一穷二白“来形容。肽链合成和分析所需要的仪器,设备以及很多种氨基酸,试剂溶剂等都不能由国内生产,更缺乏有经验的专家。

结晶牛胰岛素的合成就是在这种艰苦的环境下开始的,从1959年开始做一些前期工作,到1960年初发展为“大兵团作战”,生化所,有机所,北大化学系以及少数生物系的师生共记几百人才加了这场科研会战。在这一过程中,中国科学家不断发现阶段性成果。如发现了胰岛素A链和B链会自动形成天然胰岛素中的3个二硫键,这为后来蛋白质的空间信息包含在其一级结构中这一结论的提出提供了充足的实验基础。但是由于时代条件的限制,这些成果都没有得到及时的发表,不得不说是新中国科学史上的遗憾。

1960年底,我国经济进入了极度困难时期,合成胰岛素的大兵团作战就此收兵。此后,以生化所和有机所为主的几所科研单位只保留了二三十名精干力量,坚持踏踏实实做研究,但进展缓慢。1963年国际上的科学家宣布合成了具有微弱活性的人工胰岛素,这给了我国研究者极大震动。为了保住我们研究多年的成果,生化所,有机所,北大化学系又重新联合在了一起,协同作战,终于在1965年的9月17日拿到了世界上第一个人工全合成的牛胰岛素晶体!后期的验证工作也表明,我们人工全合成牛胰岛素的结构,生物活力,物理化学性质,结晶形状和天然牛胰岛素完全一样!

作为一名生化所的研究生,我能够在就读期间遇到如此意义重大的纪念活动,实属幸运。在生化所做出如此重大的科研成就的年代,我的父母甚至都还没有出生。而我作为改革开放后的一代人,只能从书面的记录以及和这些亲历此事的老一辈科学家的交谈中去了解这段即是磨难也是骄傲的记忆。

印象里有一次参加生科院党员代表大会,我们所的王书记在各个所分组讨论中又重新提到了合成胰岛素团队的宝贵精神。一是敢做难题,勇攀高峰的精神;二是顾全大局,团队协作的精神;三是刻苦严谨的工作作风。我一直在反思,在50年后的今天,我们新一代的研究生如何在当今的科研环境下去理解和体会这些精神。我个人理解,科学研究不能急功近利,也不可片面的追求论文的数量,持之以恒,努力提高,才能做出一些好的成绩。同时科学也需要很好的交流和合作,不同的领域不同的方法经过讨论和碰撞,也许就能产生新的灵感,指导下一步的方向。当然这一切的一切都离不开刻苦严谨的工作,老前辈们在那种艰苦的环境下放下小家顾大家的精神尤为值得我们现在年轻人学习。当然作为与时俱进的我们这代人,个人价值的实现也是很重要的一环。如何将这些传统精神和个人价值的实现相结合,也许是我们将来更需要深入理解的问题。

人工合成结晶牛胰岛素已经过去了50多年了,而我的研究生生涯才刚开始,但是胰岛素的精神永远值得我们学习。我眼前仿佛又看到了老前辈们描述的那一幕:杜雨苍从实验室走了出来,从他举着的细管中,人们逆光细看,看到了结晶的闪光!把它拿到显微镜下,出现的果然是和天然牛胰岛素一模一样,立体提醒,闪闪发光,晶莹透明的全合成牛胰岛素结晶。

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