“中国取得了一个世界冠军
要争取再拿一个冠军!”
1965年12月
中国科学院在上海召开了一场调研会
讨论完成人工合成牛胰岛素结晶这一创举之后
紧接着要确定什么科学目标
参会的科学家们清楚
这次提出的应该是
一个能与人工合成蛋白质—— 牛胰岛素相媲美
气魄宏大、雄心勃勃的目标
经过热烈讨论
他们决定下一步
要人工合成核酸
▲“人工合成核酸”研究团队全体合影。
1968年春天
一个代号“824”的项目正式启动
成立北京和上海两个研究团队
1977年
中国科学院成立协作组,协调京沪两地工作
由时任中国科学院生物化学研究所
(以下简称生化所,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心前身之一)
所长王应睐任组长
时任生化所核酸研究室主任王德宝担任学术组组长
“824”项目的研究内容是人工合成核酸
名称来自1964年8月24日
那一天
毛泽东主席与周培源、于光远两位科学家
座谈时提出:
“关于生命起源要研究一下。”
生命是怎么来的?
这是人类自拥有智慧以来
就不断探索的终极命题
到20世纪
人们已经知道
生命是由蛋白质、核酸等生物大分子构成的
牛胰岛素蛋白质的人工合成
为人类自主创造生命迈出了关键的第一步
既然迈出了第一步
人们自然而然会想
下一步要怎么走
从合成蛋白质到合成核酸
几乎是顺理成章的思路
1965年
美国生物化学家罗伯特·威廉·霍利
解析出酵母丙氨酸转移核糖核酸 (tRNAy Ala ) 的
一级结构
这是第一个被人类揭示的核酸结构
后来人们发现
所有转移核糖核酸(tRNA)的结构
都是相似的
像一株美丽的三叶草
▲tRNAyAla的三叶草二级结构模型。
tRNA的结构比牛胰岛素复杂得多
牛胰岛素的分子量是5700
而由76个核苷酸组成的tRNAy Ala
分子量约26000
此外
相比性质较为稳定的蛋白质
核酸则要“娇嫩”得多
环境条件稍有不妥
就很容易发生降解
要摘得金字塔之巅的那株“三叶草”
路漫漫其修远兮!
▲王应睐(前排中)、王德宝(前排右)、陈常庆(前排左)讨论人工合成核酸工作。
有趣的是
最初加入“824”项目的很多研究人员
第一站奔赴的不是实验室
而是位于北京的首都啤酒厂
他们在这里就地建立了一个原料组
因为啤酒厂有大量废酵母
恰恰可提取用于人工合成核酸的
各种单体核苷酸
合成tRNAyAla所需要的
另一种重要原料 是假尿苷酸
虽然假尿苷酸稀有
但它的前体物质假尿苷倒并不罕见
在人体尿液中大量存在
于是便出现了画风清奇的一幕
国家重大科研项目的研究人员
常常出没各个公共厕所
放置一些尿桶
过段时间再拎着满满一桶尿
如获至宝地回来进行分离实验
难怪曾有人这样调侃:
人工合成核酸的工作是从做“环卫工人”做起的
▲王德宝带领科研人员讨论实验方案。
1977年底
天然tRNAyAla的拆合工作终于获得成功
1979年
“824”协作组成功将3个大片段连接起来
完成了3’端半分子的合成
又经过两年不懈努力
他们终于迎来了最激动人心的时刻
1981年12月20日傍晚6点
下班时间已过
上海市岳阳路上
几幢大楼都静悄悄的
唯独研究所行政楼后面的一排小屋灯火通明
十几双眼睛齐齐盯着
一台液体闪烁谱仪的同位素计数显示屏
5001000150020002500……
当这串数字亮起时
所有人的目光都被点燃了
我国人工合成的tRNAyAla
在世界上首次测得了全部生物活性!
▲王德宝(中)与协作组部分成员。文中图片均由中国科学院分子细胞科学卓越创新中心提供
人工合成核酸的“824”项目
历时13年
前后动员10余家单位
近200位科技工作者参与
1982至1983年
中国科学家在《科学通报》和《中国科学》
发表“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成”成果
这是在国际上首次报道
通过人工方法
全合成一个具有与天然RNA
相同化学结构和完整生物活性的
完整核酸分子
“酵母丙氨酸tRNA的人工全合成”项目
荣获1984年中国科学院科技成果一等奖
1987年国家自然科学奖一等奖
从人工合成蛋白质到人工合成核酸
两项延续和递进的研究工作
就像一株光彩夺目的双生花
又像一首词珠联璧合的上下阕
共同彰显出中国人民的惊人智慧和创新力量
为新中国的科技发展史写下浓墨重彩的不朽篇章
全文请见8月7日《中国科学报》将刊发的文章
为了那株“三叶草”,他们勇攀巅峰
来源:中国科学报
责任编辑:宋同舟