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“大兵团夹击胰岛素”解密

时间:2005-09-23 08:57来源:新民周刊 作者:bioguider 点击: 384次
  9月17日是中国科学家人工合成结晶牛胰岛素的40周年纪念日。作为中国人的骄傲,许多人认为,这是中国科学家与诺贝尔奖距离最近的邂逅。



  冷静回眸,这是一次毫无成算的科学远征:在狂热的氛围中匆匆上马,完成时限一次次提前,闻所未闻的“大兵团作战”更是令人拍案惊奇。  



  人工合成胰岛素的成果一直是我国科学界的骄傲。事实上,它和“两弹一星”研究一样,证明了中国在科研领域可以和西方发达国家竞争,甚至能够在一穷二白的基础上做出世界一流的成果。



  许多人认为,这一次中国人与诺奖距离最近,简直可以用“擦肩而过”来形容。对于未能获奖的原因,也有各种各样的猜测。



  弹指之间,40年过去了。回眸当初,一些鲜为人知的故事开始浮出水面,一些以讹传讹的“事实”也开始得到澄清。



  周总理亲自“点题”



  这个课题的提出首先应归因于“大跃进”。那是一个充满豪言壮语的时代。



  中国科学院上海办事处在1958年6月组织科学家分赴江苏、浙江两省,参观工农业大跃进形势。回来之后,科学家们的情绪果然高涨起来。他们向工人、农民学习,也开始提豪迈课题。各兄弟单位放出了多个“科学卫星”,马上要于当年8月成立的生物化学研究所也开始筹划。在王应睐、邹承鲁、曹天钦、沈昭文、钮经义、王德宝、周光宇、张友端和徐京华等9人参加的高研组讨论会上,不知是谁喊出一句:“合成一个蛋白质!”七嘴八舌的声音一下子停了。这可是一个前所未有的国际前沿课题啊!现有科技是不是已经接近这一目标?中国有没有这个条件?由自己来做有没有成功的可能?谁都不知道。



  但这个课题确实够响亮。恩格斯曾经说过:“生命是蛋白体的存在方式”;“如果某一时候化学能够人工地制造蛋白体,那么这蛋白体也必然会呈现出生命的现象,即使是最微弱的生命现象”。如果我们能够完成这个伟大设想,让人工合成的第一个有生命活力的东西在中国诞生,那将是何等巨大的辉煌啊!



  由于毕竟没有把握,在那次会议上,科学家们只是简单地提出要用化学方法合成一个蛋白质,完成时间被设定为20年之内。然而,当它被摆到群众讨论会上后,在“一天等于二十年”的激动人心的年代,人们怎么能容忍一个课题要做20年?完成时间立即被缩减为5年。



  这一课题参加了“上海市科学技术展览会”。负责布展的一位老先生不是研究人员,把“合成蛋白质”理解成了“合成生命”,他画了一幅画,画中有一个小娃娃站在三角瓶里。



  这幅画吸引了前来参观的周恩来总理。他惊讶地“哎哟”了一声,与陪同参观的李富春、柯庆施等人在这幅画前停了下来,还问生化所的讲解人员这项工作啥时能完成。讲解人员回答打算用5年时间。



  “5年是不是太长了?”周恩来将了生化所一军。李富春、柯庆施马上表示要鼓励支持这项工作,而生化所“经过热烈的讨论”,把完成的时间“减为4年”。



  得到中央领导人关注之后,“合成一个蛋白质”就不再只是一个不经意的科学畅想或口号,它很快就被列入全国1959年科研计划(草案)。



  合成什么蛋白质呢?当时已经确定了一级结构的蛋白质只有胰岛素一种,没有别的选择,所以在1958年12月,胰岛素的人工合成课题确定了下来。



  不但如此,完成时间“指标也一再提前,由最初的5年改为4年、3年、2年,最后大家鼓足干劲,决定把这项工作作为1959年国庆10周年的献礼”。



  被埋没的荣誉



  1959年1月,胰岛素人工合成工作开始正式启动。生化所建立了以科学家曹天钦为组长的5人小组来领导胰岛素合成工作。为了达到符合大跃进要求的速度,他们建立了5个研究小组分别探路。其中,因探索有效而一直延续下来的有2个:由邹承鲁负责的天然胰岛素拆、合小组,由钮经义负责的胰岛素肽链有机合成小组。



  他们知道这项工作非常难、工作量非常大,于是想找别的研究单位合作。他们找到了北京大学。经过几轮协商,1959年4月,北京大学化学系和生化所正式分工协作。复旦大学生物系生化教研室也想参加胰岛素合成工作,但最终没有被列为协作单位。



  工作一开始就困难重重。邹承鲁所领导的拆、合小组曾经用7种方法都没能拆开胰岛素的3个二硫键,最后他们终于找到一个条件,将胰岛素完全拆开成了稳定的A链及B链。这是一项比较有意义的成果,但因为有保密要求,邹承鲁、杜雨苍等人没有立即把它发表出来。



  二硫键拆开之后,A、B两链能否重新组合成胰岛素?据已有的知识看,如果说不是绝无可能,也是万分困难的。过去30年国外专家曾多次进行重新组合的实验,每次都失败了。于是胰岛素的研究者普遍认为,一旦胰岛素的二硫键拆开,就不可能让其重新恢复生物活性。



  面对这种结论,邹承鲁和杜雨苍并不死心,在邹承鲁的指导下杜雨苍不断进行尝试,他们于3月19日取得初次突破,到1959年国庆前,天然胰岛素拆开后再重合的活力稳定地恢复到原活力的5%-10%。



  这是一个重大成果。生化所向科学院党组上书,要求尽快发表重合成成果。然而,基于保密考虑,为了避免“帝国主义”同行——那个时候,他们已经知道美国和联邦德国各有一个实验室也在进行胰岛素的人工合成工作——利用这一发现首先完成胰岛素合成,科学院没有同意。



  1960年,加拿大的两位科学家迪克松(G.  H.  Dixon)和沃德洛(A.  C.  Wardlaw)在Nature杂志上发表了类似结果。虽然他们只恢复了1%-2%的活力,成绩远比不上中国同行,但在发表时间上抢到了我国科学家的前面。



  1959年夏天,生化所把正在漕河泾农场下放劳动的张友尚召了回来,让他分离纯化重合成胰岛素。通过反复试验,1959年底,张友尚等人找到了一个合适的提纯方法,得到了和天然胰岛素结晶一致的重合成胰岛素的结晶。



  由两条变性的链可以得到有较高生物活力的重合成胰岛素的结晶,这一结果具有非常重大的理论意义。但又是基于上述保密要求,中国科学家仍未能及时发表此成果。1961年,美国科学家安芬森(C.  B.  Anfinsen)发表了一项类似的、相对而言较为简单的工作,他因为这项工作而获得了1972年诺贝尔化学奖。 (责任编辑:泉水)
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