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雄关漫道真如铁——人工合成结晶牛胰岛素50周年追忆

2015-10-19 22:56| 发布者: 龙翔五洲| 查看: 1036| 评论: 0|原作者: 郑媛 向思琦 林铮|来自: 北大青年

摘要: “1958 年是中国历史上一个令人难忘的年头。 在‘大跃进’的声浪中,中国科学家们也热切希望做出举世瞩目的科学成就。”于项目初期担任肽链拆合工作领头人的邹承鲁院士在回忆录中写道。

 

  本报记者:

  郑 媛 中国语言文学系2013级本科生

  向思琦 中国语言文学系2014级本科生

  林 铮 医学部2015级本科生

  走进燕北园的这一间普通居民房,家居陈设朴实无华,乍看并无令人生奇之处,只有一角的老照片和一面满满都是奖状勋章的玻璃柜墙,在沉默地倾诉着一切的不同。

  这是北京大学化学系退休老教授汤卡罗与爱人金祥林教授的住所。汤卡罗于上世纪60年代先后两次参与了我国“人工合成结晶牛胰岛素”的项目工作,彼时,她还是一名年轻的大学生。该项目后来也被舆论称为“中国曾经离诺奖最近的一次”。

  飘摇动荡的年代里,有这样一群人,在中国科研的险径上冲锋陷阵。

“合成一个蛋白质”

  “1958 年是中国历史上一个令人难忘的年头。 在‘大跃进’的声浪中,中国科学家们也热切希望做出举世瞩目的科学成就。”于项目初期担任肽链拆合工作领头人的邹承鲁院士在回忆录中写道。

  当时的中国科研界,以科研机构和高校为主力军,以地域为分界,“都在暗中搞竞争。”汤卡罗年过七十,对于这段往事仍然记得清楚,“当时北大也早已经提出来了(人工合成蛋白质)这个课题,只不过我们研究的是羊胰岛素的合成。”

  而真正对这一项目统合起到关键作用的则是1958年6月的一次会议。

  在这次中国科学院生化所高研组讨论会上,据参会的邹承鲁院士回忆,“会上各式各样的想法接踵而至,又被一一否决。时至今日,几乎已经无人可以确定,到底是谁先提出了‘世界上第一次用人工方法合成的蛋白质在中国实现’之目标。只记得,这个建议得到众口称赞。”

  汤卡罗认为,这一课题的提出是有科学依据的,并不是后来有些人所说的“完全是大跃进的冲动产物”。“首先,我们有理论基础,1955 年英国科学家桑格就已经完成牛胰岛素的一级结构测序工作;其次,我们还有实践基础,之前中国已经成功实现了九肽合成。”

  然而,课题的开展仍然困难重重。当时,有人援引《自然》杂志的文章表示异议:“胰岛素合成是一个复杂的系统工程,涉及有机合成、化学与生物分析、生物活性等方面,人工合成胰岛素还不是近期所能做到的。”

  在“挑战不可能”的共识下,中国科学院生化所、有机所联合北京大学化学系迅速开展初期工作。汤卡罗告诉我们,牛胰岛素人工合成包括三个步骤——A链合成、B链合成与AB链连接,北大由邢其毅先生带队,负责A链前九肽合成。为了方便我们理解这一复杂的化学过程,汤卡罗特意拿来演算纸,“你看,每一个步骤都要小心翼翼,合成可不是把溶剂倒在一起就能完成这么简单的事!”

  “最困难的还是AB链的连接工作了,有人计算过,有几千种排列组合。所以生化所专门有人做AB链的拆合工作,由邹承鲁先生带队。把天然的胰岛素拆开,再让它们连起来,测试恢复性,从59年开始,通过多次反复实验,取得很大进展。”汤卡罗介绍到。

  就在初期工作取得一定成果之时,1960年,“反右倾”运动迎面扑过来,北大处在政治运动中心,胰岛素工作不仅领导班子发生了大变动,“老先生都靠边站了”,也进入了富有时代特点的科研时期——“ 大兵团作战”。

  汤卡罗教授在家中接受记者采访

大兵团作战:12小时轮班倒

  1960年的春夏之交,还是一名大学三年级学生的汤卡罗,每天重复的唯一工作便是:找来丝绵被,剪成条状,放在一个大烧瓶里,用盐酸煮上二十几个钟头。“其实就是把蛋白质分解成氨基酸,当时我负责的是丝氨酸的提取。”

  现今的电教,是当时学生实验室——六斋的所在处,而这个简陋的实验室,也是由学生宿舍临时改建而来。进入“大兵团作战”时期,为了发挥“人多力量大”的优势,又为了早日完成胰岛素合成,北大化学系全系停课,几乎全体师生都被动员起来加入胰岛素工作,汤卡罗所在的年级更是“天天都在制备和提取各种氨基酸”。就是在这种情况下,1960年,进入北大化学系的第三年,汤卡罗匆匆忙忙地加入胰岛素工作。

  “我们当时就是两班倒,有人日班有人夜班,下午下班后还要参加三四个小时的政治学习,回去躺下去还没睡熟,又要起来值班接着提取氨基酸了。”汤卡罗回忆起“大兵团作战”时期全体师生12小时轮班倒的“盛大”场景。

  “当时我们系有个男生,负责提取天门冬氨酸(豆芽发芽后急剧增加的一种氨基酸),所以他就每天发豆芽,就在未名湖北边校景亭附近的红湖边。”汤卡罗说起陈年的趣事,“发得特别棒,每天都拉满满一车到六斋七斋去,结果一路上跟了很多老太太说要跟他买豆芽。”

  虽然不乏趣事,然而“大兵团作战”的非专业性,带来的却更多是资源的浪费和意外事故的迭出。在一次提纯乙醚的实验中,由于同学操作疏忽,忘了加入沸石,后来突然加入导致爆沸,暴露在明火下,引起了实验室火灾,两位实验的同学都严重烧伤。

  低年级的同学负责提取氨基酸,高年级的同学则负责小肽的合成。“做了就编个号,什么严格的分析也没有。那时候啊,就是一心为科研,也没有考虑过怎样做更有效率更正确。”“大兵团作战”时期,北大在胰岛素工作中使用的试剂“可以装满好几个大游泳池”,花在胰岛素工作上的资金高达60万,“但是成果不多。”汤卡罗严肃地说道。

  1960年的暑假,虽然工作辛苦,但北大化学系的师生们都坚持留守实验室,12小时轮班倒,从未间断。家在上海的汤卡罗,在北京度过了人生中难以忘怀的一个假期。

  回顾“大兵团作战”,汤卡罗认为:“科研工作还是不能用大兵团的形式,缺乏严谨的科学作风。”

  胰岛素合成初期工作科研人员合影

终获成功:寻求合作,脚踏实地

  经济困难时期过后,国家科研工作也开始了一轮重新调整。汤卡罗与当时的许多师生一起,回到了正常的学习生活当中。

  几位化学系的年轻教员,负责收拾“大兵团作战”时期的“残局”,由于前期工作中地域之间的互相竞争,有许多提取出来的化学材料都被标上了“代号”,一时之间,猜材料的“真正面目”成为了这些年轻教员的日常工作。

  1963年,汤卡罗成功考取邢其毅先生的研究生。正是这一身份,使得她第二次加入牛胰岛素人工合成工作。

  同年,美国和德国的相关科研者先后发表简报,“他们合成了有微弱活性的(人工胰岛素),当时北大的人就很激动,怕前功尽弃,我们实验室有一个老师站在试验台上,说我们一定要把它弄到前面去。”在聂荣臻等人的撮合下,北大主动寻求与上海生化所的合作,再一次风风火火地展开了工作。

  迅速地,北大的邢其毅、陆德培、李崇熙、施溥涛、季爱雪和叶蕴华六位老师,打包了行李,便扒了车票往上海赶去。其中有三位老师家里还有刚满一岁的孩子,也只能匆匆舍下。上海方面告知他们“去了没肉票”,老师们却都表示任何困难都可以克服,后期工作中,人员精简,也意味着更大的个人牺牲。

  1964年夏天,在邢先生的推荐下,汤卡罗也奔赴上海生化所加入工作。汤卡罗家在上海,却很少能够回家,“一早起来马上就到所里去,不到七点就进实验室,一直做到晚上十二点,有时候礼拜天休息,我回家看父母,还得背着一大堆文献挤公共汽车。”

  后期工作中,实验审查、材料审查十分严格,步骤详密,简称“过八关”。团队带队人汪猷院士每天早上都要到每个人桌子前面走一遍,“像医生检查病房”,检查每个科研人员的工作是否严密。“那时候能够用一年多的时候获得成功,也是因为变得脚踏实地了。”

  1965年9月17日的清晨,实验成果验收,只有与这个实验直接有关的人员才被允许观察小鼠经受第一个人工合成蛋白质处理的反应。“当注射了合成胰岛素的小鼠惊厥实验宣布成功时,那实在是一个无法用语言形容的激动人心的时刻。”邹承鲁院士回忆到。

  当年《人民日报》报道项目成功消息

后诺贝尔时代:科研的真正意义

  “你问我这个项目值不值得一个诺贝尔奖,我觉得是值得的。”

  汤卡罗端坐着,以坚定的语气说道。

  1970年代末期,前诺贝尔获奖者杨振宁教授向诺贝尔组委会提名了“人工合成牛胰岛素”项目,却最终落选,一时舆论纷杂四起。

  在此之前,与胰岛素有关的项目曾四次获得诺贝尔奖。谈到落选的原因,汤卡罗认为,一方面是由于参评时间距离实验成功已经过去了十余年,另一方面,也是由于“集体作战”,缺乏一位真正的领军人物,“每个人都很辛苦”。

  如今,距离“人工合成牛胰岛素”项目获得成功已经过去了五十年。当年参与胰岛素项目的老科学家们多已辞世,即使当时还未毕业就参与项目的大学生,也已年逾古稀,鬓角斑白。在今年的五十周年纪念活动上,纪念邮票正式发行,提醒着后人不要忘记这段艰难的科研岁月。

  参与了后期工作的北大叶蕴华教授在五十周年纪念活动上

  而对于汤卡罗,奖状、勋章或者任何纪念形式,都比不上科研岁月对她人生的深刻影响。1966年,汤卡罗在“文革”中被分配到西南制药厂工作,“当时许多人都觉得被分配得这样远,那就得过且过混日子。但我经历过(那段日子),觉得无论身在怎样的境况,只要努力都可以有一些特别的成就。”汤卡罗的成就,就是在车间里培养出了一群热爱化学的年轻人,其中更有一位初中肄业的年轻知青,在她的帮助下考上了包头医学院的药理学研究生。

  “希望以后的中国科研工作可以继续延续的是,勇于攀登的精神,严谨的科学作风,和团结协作的精神。这才是这次科研对于我们的真正意义。”

  参与胰岛素后期工作的北大七人合影(前排中为邢其毅先生,后排左一为汤卡罗教授)

(责任编辑:新愚公)

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