雄關(guān)漫道真如鐵——人工合成結(jié)晶牛胰島素50周年追憶
本報記者:
鄭 媛 中國語言文學(xué)系2013級本科生
向思琦 中國語言文學(xué)系2014級本科生
林 錚 醫(yī)學(xué)部2015級本科生
走進(jìn)燕北園的這一間普通居民房,家居陳設(shè)樸實(shí)無華,乍看并無令人生奇之處,只有一角的老照片和一面滿滿都是獎狀勛章的玻璃柜墻,在沉默地傾訴著一切的不同。
這是北京大學(xué)化學(xué)系退休老教授湯卡羅與愛人金祥林教授的住所。湯卡羅于上世紀(jì)60年代先后兩次參與了我國“人工合成結(jié)晶牛胰島素”的項目工作,彼時,她還是一名年輕的大學(xué)生。該項目后來也被輿論稱為“中國曾經(jīng)離諾獎最近的一次”。
飄搖動蕩的年代里,有這樣一群人,在中國科研的險徑上沖鋒陷陣。
“合成一個蛋白質(zhì)”
“1958 年是中國歷史上一個令人難忘的年頭。 在‘大躍進(jìn)’的聲浪中,中國科學(xué)家們也熱切希望做出舉世矚目的科學(xué)成就。”于項目初期擔(dān)任肽鏈拆合工作領(lǐng)頭人的鄒承魯院士在回憶錄中寫道。
當(dāng)時的中國科研界,以科研機(jī)構(gòu)和高校為主力軍,以地域?yàn)榉纸纾?ldquo;都在暗中搞競爭。”湯卡羅年過七十,對于這段往事仍然記得清楚,“當(dāng)時北大也早已經(jīng)提出來了(人工合成蛋白質(zhì))這個課題,只不過我們研究的是羊胰島素的合成。”
而真正對這一項目統(tǒng)合起到關(guān)鍵作用的則是1958年6月的一次會議。
在這次中國科學(xué)院生化所高研組討論會上,據(jù)參會的鄒承魯院士回憶,“會上各式各樣的想法接踵而至,又被一一否決。時至今日,幾乎已經(jīng)無人可以確定,到底是誰先提出了‘世界上第一次用人工方法合成的蛋白質(zhì)在中國實(shí)現(xiàn)’之目標(biāo)。只記得,這個建議得到眾口稱贊。”
湯卡羅認(rèn)為,這一課題的提出是有科學(xué)依據(jù)的,并不是后來有些人所說的“完全是大躍進(jìn)的沖動產(chǎn)物”。“首先,我們有理論基礎(chǔ),1955 年英國科學(xué)家桑格就已經(jīng)完成牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)測序工作;其次,我們還有實(shí)踐基礎(chǔ),之前中國已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了九肽合成。”
然而,課題的開展仍然困難重重。當(dāng)時,有人援引《自然》雜志的文章表示異議:“胰島素合成是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及有機(jī)合成、化學(xué)與生物分析、生物活性等方面,人工合成胰島素還不是近期所能做到的。”
在“挑戰(zhàn)不可能”的共識下,中國科學(xué)院生化所、有機(jī)所聯(lián)合北京大學(xué)化學(xué)系迅速開展初期工作。湯卡羅告訴我們,牛胰島素人工合成包括三個步驟—— A鏈合成、B鏈合成與AB鏈連接,北大由邢其毅先生帶隊,負(fù)責(zé)A鏈前九肽合成。為了方便我們理解這一復(fù)雜的化學(xué)過程,湯卡羅特意拿來演算紙,“你看,每一 個步驟都要小心翼翼,合成可不是把溶劑倒在一起就能完成這么簡單的事!”
“最困難的還是AB鏈的連接工作了,有人計算過,有幾千種排列組合。所以生化所專門有人做AB鏈的拆合工作,由鄒承魯先生帶隊。把天然的胰島素拆開,再讓它們連起來,測試恢復(fù)性,從59年開始,通過多次反復(fù)實(shí)驗(yàn),取得很大進(jìn)展。”湯卡羅介紹到。
就在初期工作取得一定成果之時,1960年,“反右傾”運(yùn)動迎面撲過來,北大處在政治運(yùn)動中心,胰島素工作不僅領(lǐng)導(dǎo)班子發(fā)生了大變動,“老先生都靠邊站了”,也進(jìn)入了富有時代特點(diǎn)的科研時期——“ 大兵團(tuán)作戰(zhàn)”。
湯卡羅教授在家中接受記者采訪
大兵團(tuán)作戰(zhàn):12小時輪班倒
1960年的春夏之交,還是一名大學(xué)三年級學(xué)生的湯卡羅,每天重復(fù)的唯一工作便是:找來絲綿被,剪成條狀,放在一個大燒瓶里,用鹽酸煮上二十幾個鐘頭。“其實(shí)就是把蛋白質(zhì)分解成氨基酸,當(dāng)時我負(fù)責(zé)的是絲氨酸的提取。”
現(xiàn)今的電教,是當(dāng)時學(xué)生實(shí)驗(yàn)室——六齋的所在處,而這個簡陋的實(shí)驗(yàn)室,也是由學(xué)生宿舍臨時改建而來。進(jìn)入“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”時期,為了發(fā)揮“人多力 量大”的優(yōu)勢,又為了早日完成胰島素合成,北大化學(xué)系全系停課,幾乎全體師生都被動員起來加入胰島素工作,湯卡羅所在的年級更是“天天都在制備和提取各種 氨基酸”。就是在這種情況下,1960年,進(jìn)入北大化學(xué)系的第三年,湯卡羅匆匆忙忙地加入胰島素工作。
“我們當(dāng)時就是兩班倒,有人日班有人夜班,下午下班后還要參加三四個小時的政治學(xué)習(xí),回去躺下去還沒睡熟,又要起來值班接著提取氨基酸了。”湯卡羅回憶起“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”時期全體師生12小時輪班倒的“盛大”場景。
“當(dāng)時我們系有個男生,負(fù)責(zé)提取天門冬氨酸(豆芽發(fā)芽后急劇增加的一種氨基酸),所以他就每天發(fā)豆芽,就在未名湖北邊校景亭附近的紅湖邊。”湯卡羅說起陳年的趣事,“發(fā)得特別棒,每天都拉滿滿一車到六齋七齋去,結(jié)果一路上跟了很多老太太說要跟他買豆芽。”
雖然不乏趣事,然而“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”的非專業(yè)性,帶來的卻更多是資源的浪費(fèi)和意外事故的迭出。在一次提純乙醚的實(shí)驗(yàn)中,由于同學(xué)操作疏忽,忘了加入沸石,后來突然加入導(dǎo)致爆沸,暴露在明火下,引起了實(shí)驗(yàn)室火災(zāi),兩位實(shí)驗(yàn)的同學(xué)都嚴(yán)重?zé)齻?/span>
低年級的同學(xué)負(fù)責(zé)提取氨基酸,高年級的同學(xué)則負(fù)責(zé)小肽的合成。“做了就編個號,什么嚴(yán)格的分析也沒有。那時候啊,就是一心為科研,也沒有考慮過 怎樣做更有效率更正確。”“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”時期,北大在胰島素工作中使用的試劑“可以裝滿好幾個大游泳池”,花在胰島素工作上的資金高達(dá)60萬,“但是成果 不多。”湯卡羅嚴(yán)肅地說道。
1960年的暑假,雖然工作辛苦,但北大化學(xué)系的師生們都堅持留守實(shí)驗(yàn)室,12小時輪班倒,從未間斷。家在上海的湯卡羅,在北京度過了人生中難以忘懷的一個假期。
回顧“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”,湯卡羅認(rèn)為:“科研工作還是不能用大兵團(tuán)的形式,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。”
胰島素合成初期工作科研人員合影
終獲成功:尋求合作,腳踏實(shí)地
經(jīng)濟(jì)困難時期過后,國家科研工作也開始了一輪重新調(diào)整。湯卡羅與當(dāng)時的許多師生一起,回到了正常的學(xué)習(xí)生活當(dāng)中。
幾位化學(xué)系的年輕教員,負(fù)責(zé)收拾“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”時期的“殘局”,由于前期工作中地域之間的互相競爭,有許多提取出來的化學(xué)材料都被標(biāo)上了“代號”,一時之間,猜材料的“真正面目”成為了這些年輕教員的日常工作。
1963年,湯卡羅成功考取邢其毅先生的研究生。正是這一身份,使得她第二次加入牛胰島素人工合成工作。
同年,美國和德國的相關(guān)科研者先后發(fā)表簡報,“他們合成了有微弱活性的(人工胰島素),當(dāng)時北大的人就很激動,怕前功盡棄,我們實(shí)驗(yàn)室有一個老 師站在試驗(yàn)臺上,說我們一定要把它弄到前面去。”在聶榮臻等人的撮合下,北大主動尋求與上海生化所的合作,再一次風(fēng)風(fēng)火火地展開了工作。
迅速地,北大的邢其毅、陸德培、李崇熙、施溥濤、季愛雪和葉蘊(yùn)華六位老師,打包了行李,便扒了車票往上海趕去。其中有三位老師家里還有剛滿一歲 的孩子,也只能匆匆舍下。上海方面告知他們“去了沒肉票”,老師們卻都表示任何困難都可以克服,后期工作中,人員精簡,也意味著更大的個人犧牲。
1964年夏天,在邢先生的推薦下,湯卡羅也奔赴上海生化所加入工作。湯卡羅家在上海,卻很少能夠回家,“一早起來馬上就到所里去,不到七點(diǎn)就進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,一直做到晚上十二點(diǎn),有時候禮拜天休息,我回家看父母,還得背著一大堆文獻(xiàn)擠公共汽車。”
后期工作中,實(shí)驗(yàn)審查、材料審查十分嚴(yán)格,步驟詳密,簡稱“過八關(guān)”。團(tuán)隊帶隊人汪猷院士每天早上都要到每個人桌子前面走一遍,“像醫(yī)生檢查病房”,檢查每個科研人員的工作是否嚴(yán)密。“那時候能夠用一年多的時候獲得成功,也是因?yàn)樽兊媚_踏實(shí)地了。”
1965年9月17日的清晨,實(shí)驗(yàn)成果驗(yàn)收,只有與這個實(shí)驗(yàn)直接有關(guān)的人員才被允許觀察小鼠經(jīng)受第一個人工合成蛋白質(zhì)處理的反應(yīng)。“當(dāng)注射了合成胰島素的小鼠驚厥實(shí)驗(yàn)宣布成功時,那實(shí)在是一個無法用語言形容的激動人心的時刻。”鄒承魯院士回憶到。
當(dāng)年《人民日報》報道項目成功消息
后諾貝爾時代:科研的真正意義
“你問我這個項目值不值得一個諾貝爾獎,我覺得是值得的。”
湯卡羅端坐著,以堅定的語氣說道。
1970年代末期,前諾貝爾獲獎?wù)邨钫駥幗淌谙蛑Z貝爾組委會提名了“人工合成牛胰島素”項目,卻最終落選,一時輿論紛雜四起。
在此之前,與胰島素有關(guān)的項目曾四次獲得諾貝爾獎。談到落選的原因,湯卡羅認(rèn)為,一方面是由于參評時間距離實(shí)驗(yàn)成功已經(jīng)過去了十余年,另一方面,也是由于“集體作戰(zhàn)”,缺乏一位真正的領(lǐng)軍人物,“每個人都很辛苦”。
如今,距離“人工合成牛胰島素”項目獲得成功已經(jīng)過去了五十年。當(dāng)年參與胰島素項目的老科學(xué)家們多已辭世,即使當(dāng)時還未畢業(yè)就參與項目的大學(xué)生,也已年逾古稀,鬢角斑白。在今年的五十周年紀(jì)念活動上,紀(jì)念郵票正式發(fā)行,提醒著后人不要忘記這段艱難的科研歲月。
參與了后期工作的北大葉蘊(yùn)華教授在五十周年紀(jì)念活動上
而對于湯卡羅,獎狀、勛章或者任何紀(jì)念形式,都比不上科研歲月對她人生的深刻影響。1966年,湯卡羅在“文革”中被分配到西南制藥廠工作, “當(dāng)時許多人都覺得被分配得這樣遠(yuǎn),那就得過且過混日子。但我經(jīng)歷過(那段日子),覺得無論身在怎樣的境況,只要努力都可以有一些特別的成就。”湯卡羅的 成就,就是在車間里培養(yǎng)出了一群熱愛化學(xué)的年輕人,其中更有一位初中肄業(yè)的年輕知青,在她的幫助下考上了包頭醫(yī)學(xué)院的藥理學(xué)研究生。
“希望以后的中國科研工作可以繼續(xù)延續(xù)的是,勇于攀登的精神,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。這才是這次科研對于我們的真正意義。”
參與胰島素后期工作的北大七人合影(前排中為邢其毅先生,后排左一為湯卡羅教授)

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