2025年,距離人工全合成結(jié)晶牛胰島素成果誕生已過去一甲子。當(dāng)我們回望岳陽路320號那座百年建筑,回望1958年至1965年那段一窮二白的歲月里也要挑戰(zhàn)“從0到1”的創(chuàng)新膽識,不僅能看到一項震撼世界的科技成就,更能觸摸到一種穿越時空、歷久彌新的精神力量——胰島素精神。中國科學(xué)院“科學(xué)家精神大講堂”暨上海分院“報國講壇”紀(jì)念人工全合成結(jié)晶牛胰島素成果60周年專場活動日前在上海中共一大紀(jì)念館報告廳舉行。
中國科學(xué)院院士,原中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院院長、生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所所長李林作《結(jié)晶映甲子 初心照未來——紀(jì)念人工全合成結(jié)晶牛胰島素工作六十周年》專題報告,回顧了老一輩科學(xué)家在極其簡陋的條件下完成人工全合成結(jié)晶牛胰島素工作、取得這一歷史性成就的歷程,并帶領(lǐng)新時代年輕人重溫中國科技史上這座光輝的“精神坐標(biāo)”,汲取新時代攻克“卡脖子”技術(shù)、邁向科技強(qiáng)國的“動力源泉”。
圖說:1978年12月14日,聶榮臻副總理在北京人民大會堂接見參加胰島素總評會的全體同志
堅定立項,勇闖“科學(xué)無人區(qū)”
人工全合成結(jié)晶牛胰島素誕生于上海市岳陽路的“320大院”。1965年9月,中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所(中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心前身之一)、中國科學(xué)院有機(jī)化學(xué)研究所(現(xiàn)中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所)和北京大學(xué)三家單位協(xié)同攻關(guān),在世界上第一次用人工方法合成具有與天然分子相同化學(xué)結(jié)構(gòu)和完整生物活性的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素。
“提起建國以來的科研成就,人們立即會想到人工全合成結(jié)晶牛胰島素?!崩盍直硎?,人工全合成結(jié)晶牛胰島素是繼1828年人工合成首個有機(jī)分子尿素后,人類在揭示生命本質(zhì)征途上的里程碑式新飛躍;是人類首次用化學(xué)方法合成具有完整生物活性的蛋白質(zhì),在生命科學(xué)發(fā)展史上具有永恒的意義。
1958年12月,在世界上首個蛋白質(zhì)胰島素一級結(jié)構(gòu)測定三年后,人工合成胰島素項目正式確定,并獲得國家機(jī)密研究計劃代號“601”,意指60年代第一大任務(wù)?!傲㈨棽⒎枪铝⒌目蒲羞x擇,而是中國科學(xué)家在特定全球科研浪潮與國內(nèi)科技基礎(chǔ)下,主動錨定科學(xué)前沿、扛起國家使命的戰(zhàn)略決斷?!崩盍终f,上世紀(jì)五十年代是生命科學(xué)的“突破期”。1955年,兩次獲得諾貝爾獎的英國科學(xué)家桑格測定出胰島素一級結(jié)構(gòu),首次揭開蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的神秘面紗。這一成果讓“人工合成蛋白質(zhì)”從理論走向可能,但國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》直言“合成胰島素將是遙遠(yuǎn)的事”。畢竟,當(dāng)時全球僅少數(shù)發(fā)達(dá)國家具備氨基酸制備、多肽合成的基礎(chǔ)條件,且二硫鍵如何正確連接等核心技術(shù)尚未突破,合成之路被視為“科學(xué)無人區(qū)”。
彼時的新中國百廢待興,國家可以說一窮二白。經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)有限,科研設(shè)備簡陋,既無自動化合成儀器,也缺乏精密檢測設(shè)備,關(guān)鍵實驗原料依賴進(jìn)口,甚至科研人員計算數(shù)據(jù)都要靠算盤與手搖計算機(jī)。中國的生命科學(xué)研究尚處于蹣跚邁步階段,多數(shù)領(lǐng)域仍以跟隨性研究為主,在全球高端科研領(lǐng)域話語權(quán)有限。
即便如此,新中國的初代科學(xué)家仍然堅定立項。“一方面,看到合成胰島素的科學(xué)價值——這是人類探索生命本質(zhì)的關(guān)鍵一步,拿下它就能讓中國在生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)‘從0到1’的突破;另一方面,上世紀(jì)50年代的中國正急需用科技成就證明自身實力,打破西方技術(shù)壟斷,而胰島素合成這一世界級難題,恰是彰顯中國科研潛力、提振民族自信的重要載體?!备匾氖牵贻p的中國科學(xué)家們?nèi)绯跎?,雖知困難重重,卻堅信集體力量能啃硬骨頭——中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所、中國科學(xué)院有機(jī)化學(xué)研究所和北京大學(xué)整合各自優(yōu)勢,以“沒有條件就創(chuàng)造條件”的韌勁,毅然向 “難以跨越的問題”發(fā)起沖擊。
圖說:上為人工全合成牛胰島素結(jié)晶;下為世界上首次人工合成的蛋白質(zhì)——牛胰島素在進(jìn)行活力測定
擰成一股繩,“100年也要搞下去”
于是,王應(yīng)睞、鄒承魯、鈕經(jīng)義等老一輩科學(xué)家擰成一股繩,抱著“人工合成胰島素100年也要搞下去”的決心,開始了長達(dá)7年時間的探索。李林動情地回憶說,“立項的那個年代,我還沒有出生,但是老一輩科學(xué)家們的不計名利、不畏艱辛、不講條件、頑強(qiáng)拼搏的生動細(xì)節(jié),在岳陽路‘320大院’至今流傳?!?/p>
例如,當(dāng)時沒有更為先進(jìn)的實驗工具,科研人員就不厭其煩地“大而化小”,一步步拆解問題,反復(fù)試驗,僅為確定二硫鍵的正確連接方式,就經(jīng)歷了數(shù)百次實驗,卻始終沒有放棄;整個胰島素項目推進(jìn)過程中,為解決氨基酸原料短缺問題,科研團(tuán)隊自建原料生產(chǎn)基地,從無到有搭建起國內(nèi)首個氨基酸生產(chǎn)線——東風(fēng)生化試劑廠,不僅滿足了項目需求,更支撐了全國生化研究的發(fā)展。“當(dāng)年,每個周末,來自全國各地生物科研機(jī)構(gòu)和單位的科技人員,就會拎著叮當(dāng)響的實驗瓶,坐上綠皮火車,趕來上海岳陽路采購氨基酸試劑?!?/p>
當(dāng)人工合成牛胰島素研究陷入瓶頸時,不同單位的科學(xué)家分享實驗數(shù)據(jù)、共同分析問題、摸索合成路徑,甚至為了一個技術(shù)細(xì)節(jié)爭論到深夜,將“集中力量辦大事”的制度優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為科研效能?!懊鎸椖恐芷陂L、壓力大的科學(xué)挑戰(zhàn),科研人員以‘甘坐冷板凳’的堅守投身研究,用實際行動詮釋‘把論文寫在祖國大地上’。 ”李林說。
AI時代,仍要“知其所以然”
時至今日,人工全合成結(jié)晶牛胰島素仍是我國科學(xué)家最重要的標(biāo)志性科學(xué)成就之一。在加快搶占科技制高點的攻堅中,科研工作者尤其需要發(fā)揚(yáng)像“胰島素精神”這樣的科學(xué)家精神?!翱茖W(xué)成就離不開精神支撐。老一輩科學(xué)家的科學(xué)精神和科學(xué)思想代代相傳薪火不滅,在新時代與國家民族發(fā)展同頻共振,更加熠熠生輝?!崩盍种赋?, 當(dāng)下是我國向科技強(qiáng)國邁進(jìn)的關(guān)鍵階段,人工全合成結(jié)晶牛胰島素的攻關(guān)過程,體現(xiàn)了中國科學(xué)家敢于挑戰(zhàn)生命科學(xué)前沿里程碑式研究的創(chuàng)新自信與科學(xué)雄心,這份精神依然具有強(qiáng)烈的現(xiàn)實意義,為破解“卡脖子”難題、推動科技創(chuàng)新提供著不竭動力。
當(dāng)前,生命科學(xué)前沿發(fā)展在AI浪潮中,特別是面對大數(shù)據(jù)獲取能力與人工智能處理能力的突破,正在重塑科研范式,“但技術(shù)再先進(jìn),也需要‘沒有條件就創(chuàng)造條件’的韌勁。” 李林院士提出,科學(xué)家積極擁抱AI浪潮的同時,也要保持獨(dú)立思考的冷靜?!癆I能幫我們‘知其然’,但‘知其所以然’還得靠人。當(dāng)年科學(xué)家靠無數(shù)次實驗摸清胰島素合成規(guī)律,現(xiàn)在我們也不能依賴技術(shù)走捷徑,要守住初心,把每一步研究做扎實?!?/p>
對比系統(tǒng)生物學(xué)與前沿的合成生物學(xué),李林院士特別強(qiáng)調(diào):“合成生物學(xué)的‘建物致知’,本質(zhì)上和人工合成胰島素的思路一脈相承。當(dāng)年我們通過合成過程驗證‘蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)’,如今用技術(shù)手段探索生命規(guī)律,核心都是‘集中力量辦大事’的協(xié)同精神。”他指出,當(dāng)下整合生物學(xué)強(qiáng)調(diào)的“整體論與還原論結(jié)合”,與當(dāng)年胰島素研究中多單位協(xié)作、多學(xué)科融合的模式高度契合,“單獨(dú)靠一個團(tuán)隊、一種方法走不通,就像當(dāng)年生化所、有機(jī)所等單位擰成一股繩,現(xiàn)在更要推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、人才鏈的深度融合?!?/p>
許多剛踏上科研之路的研究生困惑,“課題難度大、周期長,但畢業(yè)壓力近在眼前,就想換容易出成果的課題,該怎么平衡遠(yuǎn)大的科研理想與平庸細(xì)碎的眼前呢?” 李林院士用“胰島素精神”鼓勵年輕人,“這個問題,當(dāng)年胰島素研究團(tuán)隊用行動給出了答案。他們花近7年時間攻堅,沒人因為‘周期長’而退縮?!?/p>
當(dāng)然,平衡不是“硬扛”,可以選一個有風(fēng)險的課題作為主要方向,再找一個相對簡單的課題做備份,既不放棄理想,也不脫離現(xiàn)實。“但要記住,如果你想做真正的科研,就不能只盯著畢業(yè)這個短期目標(biāo)。胰島素成果不是速成的,很多重要研究都是十年八年磨一劍。”李林坦言,現(xiàn)在自己手里還有16年前沒完成的工作,幾屆學(xué)生接力攻堅,“這就是‘堅持到底’的胰島素精神?。∮袡C(jī)會選擇時,要敢于挑戰(zhàn)難題,這才是對自己科研生涯的長遠(yuǎn)負(fù)責(zé)?!?/p>
李林院士表示,“2025年是科技強(qiáng)國建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點,我們要像當(dāng)年合成胰島素那樣,以‘勇闖無人區(qū)’的魄力、‘協(xié)同攻關(guān)’的合力,在生命科學(xué)領(lǐng)域再攀高峰?!边@份跨越60年的精神傳承,不僅是對歷史的致敬,更是對新時代科研工作者的期許——以“胰島素精神”為錨,方能在科研航程中行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
欄目編輯:陸梓華 圖片來源:采訪對象供圖
來源:作者:新民晚報 馬亞寧