百年清华

邹承鲁:科学“播火者”

2008-11-28 |

邹承鲁(1923-2006) 著名生物化学家,中国科学院院士。1945年毕业于西南联合大学化学系。他对呼吸链酶系的研究工作为我国酶学研究奠定了基础。50年代后期他参加了中国胰岛素人工合成工作,成功确定合成路线。他的学术成果曾经多次荣获国家自然科学奖。

天极阴沉,寒风四起。

中国科学院生物物理所3313办公室,门紧闭着。

这里是邹承鲁事业的第四个驿站。他事业的开端,要追溯到半个多世纪前的西南联大。

摇篮:自由孕育了无限的创造力

  1941年,邹承鲁毕业于由天津迁到重庆的南开中学高中部,考入设在昆明的西南联合大学化学系。

  传奇般的西南联大,是邹承鲁科研人生的摇篮,宽松而自由的学习氛围为他日后从事生物化学科研工作打下了深厚的基础。

  邹承鲁曾回忆说,西南联大有两个特点:

  一个特点是三校合并,名教授特别多。就像清华大学老校长梅贻琦所说,所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也。

  另一个特点就是学术自由和学术民主的风气比较浓厚,思想自由,对各种学派的教授兼容并包,贯彻的是百家争鸣的办学方针。西南联大表面看上去学习氛围自由散漫,实际上学生的个人创造力就孕育在其中,所以才造就出那么多科学大家和人文大师。

  2006年年初,邹承鲁撰文的《建议重建西南联大》一文发表,提出学术自由很重要,国家不要过多干扰学校的日常管理,给学校以较大的自由度。

  “对一个国家来讲,学术上要有所成就,就是要创新,要创新就要有一个自由的环境。只有鼓励自由思想、自由探索,才能有重大的创新并且不断创新。”邹承鲁写道。

  剑桥:初生牛犊不怕虎

  1946年,在招考英庚款公费出国留学生的考试中,邹承鲁以化学类第一名的优异成绩被录取。19482月,邹承鲁进入了当时生物化学领域的研究中心之一 ——剑桥大学,师从著名生物化学家Keilin教授。Keilin教授的实验室是世界呼吸链研究的中心,邹承鲁跟他从事呼吸链中的氧化还原酶研究。

  邹承鲁在国际上最早用蛋白水解酶部分水解方法研究蛋白质结构与功能的关系,发现细胞色素c纯化后与线粒体结合时在性质上发生变化,并证明细胞色素b与琥珀酸脱氢酶不是同一物质。1949年,他单独署名的论文在英国《自然》杂志发表。有关这些开创性工作的论文在半个多世纪后的今天仍不断被人引用。当时,邹承鲁才26岁。

  “这个工作题目是Keilin教授给的,大概怎么做他都跟我说了。实验工作进行得比较顺利,所以没给他找什么麻烦。最后工作完成,写成论文并修改了好多次。我把最后的稿子给他,他拿起稿子一看,提起笔就把放在前面的他的名字划掉了,并说你自己发表吧。在自述《我的科学之路》中,邹承鲁说,Keilin教授的这种指导学生和论文署名的做法使自己受益终身,进而使他自己对学生也是这样——假使光是给一个题目让学生做,没有参与多少直接的工作,一般也不署名,“我最反对有些实验室(负责人),现在学了美国人叫老板,他手下的人不管做什么工作,不管他有没有贡献,一律把他的名字写在论文上,有的时候还写在前头,只求多多益善。不出问题便津津乐道;如果文章有问题,就推脱责任,让学生承担。其实大家都知道,导师是对实验室和论文负责的人,学生只是学生”。

  邹承鲁的学生、中国科学院生物物理所王志珍院士说,先生老强调不要“搭车”,说这是典型的不劳而获的不道德行为。“论文署名首先是责任,其次才是荣誉。他把在自己并无贡献的论文上署名比喻成‘搭车’,说如果发生车祸,搭车的人也难以幸免,所以不要做搭车的事。”

  剑桥的三年中,邹承鲁一共发表了7篇文章。除此之外,邹承鲁还有一个重大收获——认识了后来与他相濡以沫半个世纪的终身伴侣,后来成为中国科学院院士、固体物理和材料科学家的李林。

  19516月,邹承鲁完成毕业论文,顺利通过答辩,拿到博士学位。随即应王应睐教授之邀,回国去上海生理生化所工作,开始了新中国酶学研究的奠基工作。  

  胰岛素合成:写下中国科学史一段传奇  

  “1958年,在‘大跃进’的声浪中,中国的科学家们也热切希望做出举世瞩目的科学成就。中国科学院上海生物化学研究所,经过激烈的讨论,提出了人工合成蛋白质的想法。因为在那个时代谈蛋白质的人工合成还有相当的神秘感,因此人工合成蛋白质无疑是一个惊人的科学壮举。这个想法也赢得了领导的支持,并且获得了充足的经费。”关于胰岛素合成工作,邹承鲁在《我的科学之路》中这样叙述。

  蛋白质对生命极其重要,是所有生命活动的主要承担者。恩格斯曾说过,蛋白质是生命存在的基本方式。那时胰岛素是人类唯一知道的一级序列的蛋白质,如果我国科学家能够人工合成胰岛素,不仅有科学意义,而且有哲学意义。

  1958年,邹承鲁把自己对酶的兴趣暂且放在一边,参加了上海生物化学研究所人工全合成牛胰岛素的工作。邹承鲁曾撰文回忆了人工合成胰岛素的过程。

  “胰岛素是由两个二硫键联结的两条肽链组成的。此外,还有一个A链上的链内二硫键。因此,初期曾有三种合成方案以供选择。其中最为现实、易行的方案是分别合成A链和B链,然后通过巯基的氧化使两条链正确组合。当时,我的任务是摸索胰岛素分子先经过还原、分离纯化之后的A链和B链是否能通过氧化重新组合形成天然的胰岛素分子。这一问题是胰岛素人工全合成成功的关键。

  “国外许多人都曾尝试过把还原的胰岛素肽链重新组合,以期获得一定产率的天然胰岛素,而这些探索都无一例外地失败了。当时,除了像催产素这样的小肽以外,还没有一个含二硫键的蛋白能在还原后通过氧化而成功地再生。我们没有被洋人的失败吓倒,反而迎难而上,着手分离A链和B链。

  “我们所得到的粗产物经进一步纯化和结晶,终于得到和天然胰岛素具有相同活力和晶型的晶体,胰蛋白酶水解物双向纸层析和电泳的结果进一步证实氧化后所得的胰岛素与天然胰岛素完全相同。这些重要的结果我们在1959年的秋天就得到了。同时,我们一直在摸索进一步提高产率的条件。不久,我们把产率提高到了30%50%

“这些研究为胰岛素的合成确定了路线,并为最终全合成扫清了道路。胰岛素的合成是由三个单位协作完成的。人工合成胰岛素的价值,在于它第一次打破了生命与非生命的界限。

  人工全合成牛胰岛素研究获得1981年国家自然科学一等奖和1997年求是杰出科技成就集体奖。

  北京:继续创新开拓   

  1970年,邹承鲁从上海生化所调往北京的中国科学院生物物理所,开始了另一段科研征程。

  “除了人工合成胰岛素,先生还进行了酶活性不可逆抑制动力学研究,开创了酶催化动力学一个新的理论分支,并解决了传统方法不能解决的问题,对酶作用机制研究和药物设计都非常重要。有关综述应邀发表在国际酶学领域权威性的丛刊Advance in Enzymology上,这是迄今我国唯一在此丛刊发表综述论文的中国生物化学家。”王志珍仔细介绍了邹承鲁的主要科学成就,“另一个重要的工作是他和他的学生们用自己创立的不可逆抑制动力学理论研究了各种不同类型的酶在变性过程中构象和活力变化的关系,得到活性丧失先于构象变化的结果,据此提出了酶活性部位柔性的假说。邹承鲁把蛋白质变性研究从单纯的结构研究推向与功能密切结合的新水平,是酶作用机制研究的重大进展,对此工作的总结在美国《科学》杂志发表。”

  “他还开创了新生肽链的折叠与分子伴侣等当前分子生物学领域中尚未解决的重大问题的研究。”王志珍补充说。

  邹承鲁对世界生物化学的贡献已得到承认并载入史册,所撰写的自传在有影响的国际性丛《综合生物化学》中生物化学史部分第三册(总第37)上发表,到目前为止,他是我国生物化学家在此丛书上发表自传的唯一科学家。

2次获国家自然科学一等奖、4次获国家自然科学二等奖,1次获国家自然科学三等奖,还有第三世界科学院生物学奖,陈嘉庚生命科学奖,何梁何利科学与技术成就奖等重要奖项。中国科学界这样的获奖频率,除先生外,恐怕难有几人。(易蓉蓉)

  转自《科学时报》20061127

  链接

  邹承鲁与科学腐败的战役

  “您不仅思索生命科学领域的问题,您关心整个科学界的发展,特别是科学道德、科学伦理问题,而且经常是直言不讳。”200667,全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥看望邹承鲁时说的这段话,是对邹承鲁与科学腐败斗争的肯定。

  1981105,邹承鲁与张致一、洪朝生、郭慕孙4位院士联名在《科学报》(《科学时报》前身)上发表题为《开展“科研工作中的精神文明”的讨论》的文章,是邹承鲁第一次站出来谈科学腐败问题。那时,他刚刚当选为中科院院士不久。那次持续一年的讨论是建国以来科技界第一次自发探讨自身的建设问题。

  1993年,邹承鲁等14位院士呼吁尽快制定《科学道德规范法规》。

  不断地在报刊上发表文章,宣传反对科学腐败的主张,邹承鲁20多年来为此呕心沥血。

  为了让中国的科学事业能够更加健康地发展,眼睛里容不下沙子的邹承鲁把伪造学历、抹杀前人成果、自我夸张宣传、伪造或篡改原始实验数据、抄袭、剽窃他人成果和一稿两投甚至多投同时归入科学界七种违规行为,称为背离科学道德的“七宗罪”。

  核酸风波、“基因皇后”的炒作以及人体器官克隆等,邹承鲁一次次与科学腐败作斗争。他常常引用白居易的两句诗:“试玉要烧三日满,辨才须待七年期”,科学上的评价要讲究可靠而不是快速,成功不能一蹴而就。(易蓉蓉)

  转自《科学时报》20061130

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