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ISSN:1004-0374
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《生命科学》 2006, 18(2): 106-
机遇与挑战
戚正武
中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所,上海 200031

      人的一生会遇到不少机遇,但对待的态度不同,会产生完全不同的后果,是接受挑战,奋发进取,还是踌躇不决,知难而退,不同的选择有时会影响人一生的命运。
     1949年5月上海面临解放,我正好年满17岁,解放军已兵临城下,国民党反动派还作垂死挣扎,城内已可隐约听到炮声,我高二尚未结束,由于战事而停课。我在家里闲得无聊,心惦着一年后我将考大学,该尽早作些准备。当时上海的公费理工科大学只有交大与同济,竞争非常激烈。由于每校都自出考题,考期也不是同日,优秀考生都能录取,把名额占了,这样历年来积压了不少“范进”式的考生。私立大学学费昂费,不敢问津。我决定先去体验一下考场气氛,以同等学历报考同济大学化学系,为下一年正式高考累积些经验。其实我的真正志愿是想学工,理由很简单,从我出生起中国人民一直在列强蹂躏下,生活在水深火热之中。我还记得幼年时在宁波,日本鬼子用细菌战投下鼠疫菌,整个小区的人都死了,惨绝人寰。敌伪时在上海念书,过苏州河桥必须向日本鬼子低头鞠躬,心中的忿怒是无法抑制的。 解放了,中国人民站起来了,我们只有走工业化道路才能兴国兴邦,建立强大的国家,再也不受列强欺侮。报考化学系纯粹是考虑到,当时工科的录取分要高于理科,我高三的课目,如大代数、解析几何都未念过,物理也未念完,只好屈而求其次报考理科。其实我在中学时对化学并不感兴趣,但化学还多少与工业沾点边。没想到我原是考着玩的,结果侥幸被录取了。这是我一生中第一次机遇,也是很关键的机遇,从此决定了我今后成长的道路,我不是像我哥哥那样学工(交大造船系),而是从事了基础研究。
      在同济大学念化学,我慢慢地喜欢上了此专业,同济的教学有德国人的传统,强调实践,每一个学化学的学生都有自己固定的实验台,你什么时候去都可做实验。我特别钦佩教有机化学的汤腾汉教授,他留德10余年 (1952年后去北京军事医学科学院任副院长),听他的课真是一种享受,本是很枯燥的化学符号,他可讲得有声有色。 一种有机化合物可通过不同途径合成,他深刻地分析哪一种方法是最合理的。 同济化学系的历史并不长,从建立到1952年院系调整被取消为止,总共15 年 (同济1907年成立,主要以医、工为主),但却培养出了6 位院士,我的学长有唐有祺、卢佩章、黄志镗,同班的曹楚南及低一班已故的邓景发院士。1952年我刚念完大三,突然接到教育部通知,国家为了加速社会主义建设,急需科技人员,三年级的学生都提前一年毕业。在全国统一分配前,上海科学院先在我们化学系招了两名,一名是比我高一班的阮莲三去有机所,而我则被分配到当时的生理生化所 (冯德培与王应睐先生分别为正、副所长,1958年独立成立生化所)。 这样我这个“早产儿”,高中、大学总共只念了五年,就匆匆地踏上了工作岗位。这是我一生中另一重要机遇,决定了我今后的工作方向。20世纪50年代初,当时还没有生化这一专业,它是生物与化学的交叉学科。这对我又是一次重要的选择,我过去也不喜欢生物,认为要死记硬背,又怕“杀生”。命运就这样和我开玩笑,过去既不喜欢化学更不喜欢生物的我,却走上了一辈子从事生化学科研究的道路。现在我不仅热爱,而且深感幸运,我的道路走对了。生化从广义的角度讲,也即是目前最时髦的所谓生命科学,是21世纪的科学前沿。
      1952年国庆节,曹天钦、谢希德夫妇 (1956年7月1日同时入党,1980年同时当选为中科院院士) 不辞艰难,分别从英国、美国一起回到祖国。他们不计得失,任劳任怨,即使在“文革”中受到残酷摧残仍毫无怨言,把一生献给了伟大的祖国。我较曹先生早两个月到生理生化所报到,并成了他第一个学生。应该说我是非常幸运的,能遇到这样好的老师,我永远不会忘记恩师对我的栽培。曹先生厚德笃学,知识渊博,忠厚谦虚,待人和蔼,对学生从不训斥,循循善诱,因材施教,以身作则。曹先生是研究蛋白质的,具体对象是肌肉蛋白,他可说是新中国成立后蛋白质研究的主要奠基人,他的学生包括我在内就有三位院士,另两位是李载平及张友尚先生。而今随着人类结构基因组的完成,接着就是功能基因组,也就是蛋白质功能的研究,正如恩格斯所讲的:生命是蛋白质存在的形式。今天当我们强调研究蛋白质的重要性时,再回忆一下新中国蛋白质研究的创始人已故曹天钦先生的点滴不无裨益。
      半个多世纪过去了,曹先生教导我的情景还历历在目。老一代从国外回来的留学生都具有不计名利、艰苦创业的可贵品质,没有仪器自己动手制造,如水平黏度计、光散射仪等;特殊试剂不能进口就自己合成。曹先生手把手教我做半渗透膜,用渗透压测定蛋白质分子量。没有条件自己创造条件,从不抱怨或只是伸手等待。曹先生虽从小受西方教育 (在教会中学,燕京大学化学系学习,及在英国剑桥大学留学6年,获博士学位),但从他身上找不到一点崇洋媚外思想,相反对我国历代的科技成就深感自豪。他不止一次提到蛋白质的变性理论是由我国科学家吴宪先生早在20世纪30年代在北京协和医院时提出的,要比外国人早几十年。发表该文的《中国生理杂志(英文)》在国际上有很大影响。当剑桥大学图书馆要清理一些老的期刊时,该杂志仍被保留。曹先生主张论文应发表在国内自己期刊上,以提高国家威信。 他指出道学的炼丹就是最早用化学反应来合成氧化汞。他在英国的老师、中国人民的友好人士李约瑟博士 (曾任英国驻华使馆文化参赞) 由研究蛋白质改为研究中国科技史,至今著作已有数十册之多,当时已出了好几本,书中有些材料还是曹先生提供的。每当他收到李约瑟寄来的新书时都要给我们看,证明我国古代在科技上有如此光辉的成就。当时我作为中国人真是有些说不出的味道:为什么中国的科技史反而要由外国人来写,外国人认为了不起的,中国人反而看不起自己?另外,曹先生对中国古典文学有很深的造诣,由于我也爱好,深有共鸣,有时也可和他和上几句。我们年轻一代应该要知道和尊重自己国家的文化与历史,一个不知道自己历史的民族,是没有希望的民族。我们应该自信自强,建设强大的祖国,再创我国过去曾有的历史辉煌。
      1954年,中国科学院选拔留苏生,我被推荐,并通过考试被录取。就这样,我第一次离开了上海,去北京俄文专修学校(今改为北京外国语大学)修读俄文一年。那年正值长江发大水,一片汪洋,火车开开停停,整整走了三天。当我终于站到天安门广场棗新中国的心脏上时,我心潮澎湃,发誓一定不要辜负祖国对我的培养,一定要为祖国的荣誉和昌盛贡献一切。一年以后,经过九天九夜在火车上的颠簸,我到达了莫斯科,最终在苏联医科院医学与生化研究所攻读副博士学位,导师是该所所长OpexoBич医科院院士,这又是一次我一生中重大的机遇与挑战。我的副博士论文是研究氨基酰化酶,由于所有具有不同功能的酶都是蛋白质,也可说是属于蛋白质的范畴。由于我获得较好的科研成果,两次获得研究所的年度奖,1959年抱着一颗要回报祖国的赤子之心,我学成归国。
      回国时国家正处在大跃进时代。为迎接国庆10周年,生化所雄心壮志,提出要合成世界上第一个蛋白质,即人工胰岛素。我加入后勤队伍,制备合成胰岛素所需的各种氨基酸材料,用我在苏联研究的氨基酰化酶拆分L, D氨基酸,曾辉煌一时的生化所东风生化试剂厂即是由此起步的。
     1962年,贯彻中央“调整、巩固、充实、提高”八字方针,生化所由“大兵团作战”重新调整课题组,我受命独立建组,招自己第一批研究生。从此开始我自己领导的科研生涯,向基础研究挑战。
      首先遇到的问题是选题,确定主攻方向。当时实验条件仍是非常困难,我实验室最贵重的仪器是一台家用的雪花牌冰箱和上海科学仪器厂第一台试制的可见光分光光度计。因此我所研究的蛋白质对象,最好要符合如下几个条件:分子量要小,便于结构测定,当时国际上已阐明结构的蛋白质还不到10个,胰岛素分子量最小,仅由51个氨基酸所组成,因而是第一个被阐明结构的蛋白质(这项工作1958年获得了诺贝尔化学奖);容易制备提取,并能得到足够的量;活性测定方便,便于检测和结构功能的研究;最好能利用我国的资源优势,避开国际的激烈竞争。我们搞基础研究的,开始很难要求立即与应用实际联系,但其成果往往会意想不到在几十年以后显示出其重大的应用价值。应该说我是幸运的,我选择了植物中的蛋白酶抑制剂。它基本上符合上述条件,此外,它还符合我怕“杀生”的心理,我曾自嘲说:我是吃素不吃荤的。
      我以曹先生的治学精神为榜样指导我的学生,努力工作,在“文革”前短短几年内即取得了可喜的成果。从绿豆和慈菇中分离纯化了两种不同类型的蛋白酶抑制剂,且都获得了结晶,证明它们都是双头抑制剂,即有两个活性中心,能抑制两分子的蛋白酶。特别对绿豆抑制剂的研究更深入,它与单分子和与双分子蛋白酶相结合的络合物都分别获得了结晶,前者还保留再与另一蛋白酶分子相结合的活性,直接证实了在蛋白质分子中可存在两个独立功能域。当时对蛋白质分子中存在有结构域的概念还相当模糊,我们的结果是最直接的证据,得到了国际同行充分的肯定和很好的评价。遗憾的是,不久“文化大革命”开始了,一切科研不得不全部停止,直到1978年才逐步恢复。1981年,我去美国参加专一的国际蛋白酶抑制剂会议,遇到日本同行,大阪大学理学院院长、蛋白酶抑制剂研究权威池中德治教授,他知道我们过去的工作,诙谐地说:“‘文革’对你们而言是灾难,对我们而言却是少了一个竞争对象。”好在我们的取材是慈菇,国外没有,而且从中提取的蛋白酶抑制剂又完全属于一个新的家族,虽耽搁了10多年,我们仍然很快就追赶上来了。我们不仅从蛋白质角度,还从基因角度用蛋白质工程手段研究结构与功能的关系,取得了很好的成果。20世纪80年代国外报道植物中的蛋白酶抑制剂具有重要防治虫害的作用,今已作为生物防治,广泛应用于转基因植物,基础研究的魅力就在于此,但它需要时间,其效果是滞后的。此外我们还扩大了研究内容,在基因水平上阐明了异常人血清白蛋白及血小板无力症遗传性疾病的基因缺陷;克隆并在哺乳动物细胞中表达了可用于治疗血友病的凝血因子Ⅷ及vWF (都属于大的基因),申请了生产重组凝血因子Ⅷ的专利;开展蝎子和芋螺毒腺中作用于各种离子通道及神经递质受体的神经毒素研究,发现了多种结构全新的神经毒素,这些多肽毒素有潜在的治疗神经系统疾病的价值,也有可能成为不成瘾、无副作用的有效镇痛药物;经过近10年的努力,我们终于找到了天然蛋白质前体加工酶的抑制剂,该加工酶其实就是一个非常专一的蛋白酶,国外经过21年的探索才确定的。体内很多重要的多肽和蛋白激素,包括胰岛素、神经多肽、血液中一些重要蛋白质包括血清白蛋白及某些凝血因子、各种膜蛋白受体等,它们都必需经过该酶的加工后才能发挥生理功能。值得指出的是,一些重要的细菌毒素,如白喉毒素、炭疽毒素及肠胃道的志贺氏毒素,以及目前全世界非常关注的艾滋病、SARS及禽流感病毒的复制也需要该酶的加工,因而对该酶抑制剂的研究就有非常重要的理论和实际意义,但难度也是极高的。
      我们在科研中取得了一些成果,培养了硕士生与博士生各逾20名,多次获得了中科院、国家自然科学及其他省、部级的科技奖,多次作为特邀代表参加国际学术会议。应该说这一切都应归功于集体的智慧和劳动。所幸,长期以来我们的团队有很好的传统,即团结友爱,不争名夺利。我一再强调:先道德后文章,先团队后个人,重奉献轻名利,重创新轻浮躁。我们应向老一代优秀的科学家学习,为祖国的荣誉,为提高祖国的科学地位奋斗终身。
      2003年春,前同济大学校长吴启迪来找我,希望我能帮助同济大学提高生命科学研究的水平,因学校要恢复为过去的综合性大学。作为校友我义无反顾,但我实事求是地说:“生命科学内容太广,我只能结合我的专业从事蛋白质的研究”,于是决定成立同济大学蛋白质研究所。考虑到我已年迈,我同时提出要邀请原生化所正、副所长林其谁、张友尚两院士一起加盟,成为真正的“三驾马车”。经一年的筹备,研究所已基本建成,具有研究蛋白质的各种最新平台,基本上已与国际接轨。日前急需引进人才,培养学校的研究生,在从事基础研究的同时,积极参与国内医学中的主要问题,如SARS与艾滋病的基础研究。争取在不久的将来把研究所建成国内一流,在国际上有一定影响的蛋白质研究中心,这也许是我一生中最后的挑战,我将以著名神经学科学家张香桐老院士的话——老牛自知近黄昏,不用挥鞭自奋蹄——以自律。

 
 
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