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坚定信念,勇于创新,探索真相
——向成功合成胰岛素的老一辈中国科学家致敬

李娜

2015年9月17日,上海市岳阳路320号,中科院上海生科院内举行了一场特别的“生日宴”。宴会的主角不是一个人,而是一群已迈入耄耋之年的备受尊敬的中国科学家。他们经过近半个世纪的各奔东西,在50年后重聚在这栋建成于上世纪30年代的大楼内,不仅为了叙旧,更重要的是为他们共同的“孩子”——人工全合成结晶牛胰岛素——庆祝50岁“生日”。作为一名在320大院工作、生活的普通青年科研工作者,我很庆幸能够作为这场盛宴的参与者,通过系列纪念活动学习老一辈中国科学家的科学精神——坚定信念、勇于创新、探索真相。

回溯1965年9月17日,中国科学研究人员经过数年的科学探索,终于在实验中观察到人工全合成牛胰岛素的结晶,这是世界上第一次用人工方法合成了与天然分子化学结构相同并具有生物活性的蛋白质。说实话,年幼时的我对这项新中国成立初期的创新科研成果并没有太多的理解,直到真正进入了生命科学研究领域才深刻领悟到这项发现在生命科学发展史上永恒的意义与影响。毫不夸张的说,人工全合成结晶牛胰岛素的发现开拓了人工全合成蛋白质的新时代,帮助人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了里程碑式的飞跃。值此纪念中国科学家人工合成胰岛素五十周年的庆典时刻,特借此文缅怀前辈的科学精神,激励自己在科研岗位上奋发前进。

科学精神一、坚定信念

信念,是成功的起点,是托起梦想的坚强支柱。坚定的信念,能够创造奇迹。人工合成胰岛素的课题是在中国“大跃进”运动时期提出的。在那个特殊的年代,面对中科院各兄弟单位竞先放出的多颗“科学卫星”,中国科学院生物化学研究所于1958年在一次由时任所长王应睐主持的高研组讨论会上,经过激烈的讨论和认真的思索提出了“合成一个蛋白质”的宏大设想。后经过大量的文献检索,依据1955年桑格(F.Sanger)完成的第一种蛋白质-胰岛素的氨基酸一级序列结构测定数据,生化所于1958年12月18日正式确定了人工合成胰岛素项目,并于1959年列入国家科研计划。这是中国科学家们在当时的中国环境下显示出的科学雄心。没有坚定的信念这项人工合成胰岛素课题是不可能立项的。正如中科院党组原副书记郭传杰所言“人工合成结晶胰岛素展示了中国科学家曾经拥有的问鼎世界科学高峰的自信和能力。”这份自信、这份坚持、这种信念的力量对于科研工作者而言,无疑是面对科研“瓶颈期”的一针强心剂。也是作为青年科研工作者的我们向老一辈中国科学家学习的重要科学精神之一。

科学精神二、勇于创新

创新,是发展的动力,是国家和民族发展的能量。勇于创新,是一个现代人应该具备的素质。面对一个从未被开拓的人工蛋白合成领域,胰岛素合成课题涉及一系列科学问题。例如:由两对二硫键连接A、B 二条肽链组成的胰岛素,二条肽链是否可以分开合成?若分别合成A、B 二条肽链,相关二硫键如何正确连接?人工合成的胰岛素是否符合胰岛素蛋白的生物学活性构型?在中国当时极端困难的环境下,1959年1月,生化所按照科学家们各自的专长领域划分,由时任副所长曹天钦领衔,采用“五路进军”、“智取胰岛”的方案,展开了合成胰岛素前期的科研探索工作。其中,有机合成部分由钮经义负责;天然胰岛素拆合由邹承鲁负责;肽库构建由曹天钦负责;酶激活和转肽由沈昭文负责。在科学创新精神的驱动下,各位科学家们经过反复的实验摸索,不断的交流讨论,实时的分析总结,终于明确了人工合成胰岛素的研究策略——分别有机合成胰岛素蛋白的A 和B 两条肽链,再进行组合复性,最后鉴定生物学活性以及各种理化性质。正是在这种协作中不断研究创新的团队氛围下,人工合成胰岛素课题才获得前沿性突破。最终人工全合成牛胰岛素的结晶由中科院上海生化所、有机所和北大化学系共同完成。科学巨人爱因斯坦曾经说过“真正投身于科学事业的人对自然和谐与美有着无上的追求。渴望看到这种先定的和谐,是无穷的毅力和耐心的源泉。”在老一辈中国科学家身上,同样作为科研工作者的我看到了他们对科学真理自身的热望和激情;看到了他们坚韧不拔、专心致志的献身精神;看到了他们不畏困难、勇于创新的科学信念。这些宝贵的精神财富非常值得我们青年学者学习与传承。

科学精神三、探索真相

科学发展的过程,就是不断发现问题、提出假设、开展实验、检验假设的循环往复过程。人工合成胰岛素项目在立项初期,通过学科交叉、多部门协作以及定期举行讨论会等形式,确定了许多对项目发展有推动性的学术思路。在这些学术思路的指导下,科学家们继续通过大量的科学实验获得结果,验证这些重要的学术思路。在人工合成胰岛素工作组全体成员的努力下,1964年3月,B链小组合成了一个8肽和一个22肽。进而通过突变B链最后一个氨基酸的科学方法,解决了B链两条短肽的连接问题。1964年8月下旬,有4%天然胰岛素活性的人工B链与天然A链相接合成的半合成胰岛素获得成功。在随后的多次实验中,该人工合成胰岛素的最高活力达到了天然胰岛素的20%,并拿到了结晶。与此同时,胰岛素A链的人工合成工作也在紧锣密鼓的进行。经过科学的实验设计、严谨的实验操作,生化所的杜雨苍于1965年9月3日做了牛胰岛素人工A链与人工B链的全合成实验,并最终于1965年9月17日获得了人工合成结晶牛胰岛素。后经过严格的生物活体测试,该人工合成胰岛素的生物活性达到了天然胰岛素活性的80%。在探索真相的漫长道路上,老一辈中国科学家终于通过不懈的努力和科学的探索,在世界上第一个取得了人工胰岛素结晶。这种对科学真相探索严谨的追求、对新分析技术和方法的建立与探求,不仅对人工合成胰岛素课题起到了推动作用,甚至对于新时期中国科学的研究传统与研究风格都起到了决定性作用。老一辈中国科学家无疑是青年科研工作者的工作楷模。

写在结语时,特别感谢中科院上海生科院为纪念中国科学家人工合成胰岛素五十周年所举办的系列活动。作为一名有科研热忱的青年科技工作者,在这些杰出的老一辈中国科学家身上,我感受到了科学精神带给我的力量。它帮助我在科学工作中建立信念、意志、责任感和使命感;使我在枯燥繁复的科研工作中表现的更加积极有力;通过学习,不断提升自身的竞争力,建立一种稳定的追求真理的坚强信念。回顾人工合成胰岛素的全过程,我深刻的领悟到科学是艰难的探索活动,不能靠偶然的侥幸和一时的热情来取得成功。投身科学的我会努力在今后的工作中学习和传承老一辈中国科学家坚定信念、勇于创新、探索真相的科学精神。向成功合成胰岛素的老一辈中国科学家致敬!愿“胰岛素”精神在科技创新的新时代能够继续传承和弘扬。

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