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人工合成牛胰島素動物試驗獲得成功的場面。
824總裝會戰組在觀察最后的電泳測試結果。熊衛民供圖
從1958年至1981年,我國集中全國的相關研究力量,在分子生物學領域進行過幾次大協作,先后取得了人工合成結晶牛胰島素(代號“601”,后獲國家自然科學獎一等獎)、1.8埃豬胰島素晶體結構測定(代號“691” ,后獲國家自然科學獎二等獎)、人工合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸(代號“824” ,后獲國家自然科學獎一等獎)這三項重大成果。
601項目起于“大躍進”運動的高潮時期。鑒于恩格斯曾經做出過“生命是蛋白體的存在方式”“如果某一時候化學能夠人工地制造蛋白體,那么這蛋白體也必然會呈現出生命的現象,即使是最微弱的生命現象”的斷言,中科院生物化學研究所的研究人員決心“合成一個蛋白質”。不久后,此設想得到領導層的肯定,而當時唯一確定了一級結構的蛋白質——胰島素也就成了合成目標的不二之選。
1958年12月,601項目在中科院生物化學研究所正式啟動。1959年4月,在有機化學領域素有專長的北京大學化學系正式成為了此項目的合作伙伴。1960年5月,在中科院黨組的推動下,中科院有機化學研究所也成為了此項目的合作伙伴。雖然走了一些彎路,有些科研人員也產生過動搖心理,但在各級黨組織的堅強領導下,601項目還是領先于科學強國美國、德國的相關實驗室,于1965年9月17日在世界上第一次取得了人工胰島素結晶!
601項目的成功,在國內外都產生了重大影響。下一步的進軍目標是什么,怎樣才能持續保持領先?這成了中國科教界不得不考慮的問題。1966年2月,中科院黨委、高等教育部黨委聯合向中央提出,“將來世界上第一個人工合成具有生命的物質,應該由中國人民首先實現”。經過多輪醞釀、磋商,1966年5月,他們決定先開展蛋白質的空間結構測定(從胰島素開始)工作,而核酸的人工合成、病毒蛋白質亞基的人工合成等工作也進入了國家領導人的議事日程之中。
“文革”對這些正在或將要進行的研究構成了很大的沖擊。但是,1967年5月,691項目重新啟動;1968年2月,824項目上馬。
重新開始的691項目由中科院物理研究所托管,有北京大學化學系、生物系等單位的30多位教師和中科院物理研究所、生物物理研究所、上海生物化學研究所、上海有機化學研究所、計算技術研究所、福建物質結構研究所等單位的約40名研究人員參與。前面一年多分散在各單位進行,1969年1月,為了更好地開展工作,以勝過國外的競爭對手,各單位的相關人員被集中到研究設備較好的中科院物理研究所。經過不懈努力,1971年6月,在競爭對手、英國的霍奇金教授完成測定之后約兩年,中國科學家獨立完成了中等分辨率(2.5埃)的豬胰島素晶體結構測定工作。1973年8月,他們又完成了當時最為精細的高分辨率(1.8埃)的胰島素晶體結構測定工作。
824項目從核苷酸原料的制備做起,分為滬區“824組”(由中科院生物化學研究所托管,早期參與者包括中科院上海生物化學研究所、上海有機化學研究所、實驗生物研究所的20多名研究人員,以及上海試劑二廠的一些工人)和京區“824組”(由中科院微生物研究所托管,早期參與者包括中科院微生物研究所、遺傳與發育生物學研究所、動物研究所、植物研究所、心理研究所、化學研究所、生物物理研究所、北京生物實驗中心以及中科院院機關等單位的約60名研究人員,以及首都啤酒廠的一些工人。后來相關研究人員全部并入中科院生物物理研究所)。為加強領導,1977年7月25日,中科院又發函成立“人工合成丙氨酸轉移核糖核酸協作組”。經過13年零10個月的努力,1981年11月19日,人工合成酵母丙氨轉移核糖核酸工作終告成功。
雖然科研效率并不高,也并未實現人工合成生命的長遠目標,但這些項目卻成了中國在分子生物學領域的幾個早期嘗試。這些成果表明,中國可在尖端科研領域與西方發達國家一決高下,極大地增強了民族自豪感。尤其重要的是,在大學停止招生、研究生停止培養、別的基礎研究項目基本不再進行之后,后兩個項目幾乎成了當時培養現代生物學人才的唯一手段。有了這批在國際前沿磨練過的人才的積累,再加上部分尚未荒廢專業的老專家,中國才能迅速跟上國際潮流,于“文革”結束之后數年即在以分子遺傳學和基因工程為代表的分子生物學主流研究領域取得成果。
?。ㄗ髡撸盒苄l民,系中國科學技術大學人文學院特任教授)
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