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寄情生命科学攻坚创新不止

2021-03-18

科学大观园 2021年5期

在生命科学领域,活跃着一群坚毅的女强人,她们伴随着新中国的建设和发展而成长,为实现报国梦想,她们筚路蓝缕,艰苦卓绝,攻坚克难,为祖国铺筑了民生领域的基石。

大爱寄情微生物

作为我国第一位生物化学领域的女院士,张树政一生辛勤耕耘,默默奉献,为中国微生物事业的发展贡献卓著。

1922年10月, 张树政出生在河北省束鹿县双井村一个书香门第。祖父是清朝最末一榜进士,诗词绘画皆通。父亲曾就读于北京大学法学院,是五四运动时的学生骨干,解放后曾在水利部办公厅任职。母亲一生从事教育事业。

这是一个爱国之家、书香之家、科学之家。在这样的家庭中长大,张树政身上所熏陶和积累的科学精神、科技素养和科学情怀,伴其一生。

张树政9岁时从河北来到北京, 1941年,考入燕京大学化学系。开学后不久,女部主任龚兰贞问她为什么学化学,她答道:“中国贫弱,要发展工业才能富强,我将来要到化工厂工作。”龚兰贞认为工厂并不愿意聘用女工作人员,劝她转到家政系。张树政没有接受这种劝告,反而下决心去竞争。

毕业之后,张树政留校担任助教,此时抗日战争胜利,张树政欢欣雀跃,以为离她工业救国的梦想又近了一步。不久她到北医生化科工作,但生活并不稳定。即便如此,张树政始终没有放弃工业报国的理想。

1948年,她被调到理学院化学系,担任钱思亮先生定性分析课的助教。在这里,她做过一些研究工作,包括“食物中含铁量的测定”和“大豆发芽时氮的分配”等等,这为她后来的科研工作打下了良好的基础。

上世纪50年代初,张树政到重工业部综合工业试验所工作,该所请来中国工业微生物的奠基人方心芳先生进行科研指导。在方先生的指导下,张树政的科研能力有了大幅提升。她聪慧的天资、积极的工作态度和一腔爱国报国的热忱,深深地感动了方先生。1954年1月,慧眼识珠的方先生将张树政这个不可多得的人才引入了中国科学院菌种保藏委员会(中国科学院微生物研究所前身之一)。

1955年,在张树政经过一年的微生物学训练后,方先生决定发挥张树政的化学专长,让她开始研究工业微生物的生理生化。在方先生的带领下,张树政和其他研究人员一道,改酒精大曲为以麸皮为原料通过人工培养曲霉和酵母菌制成麸曲,走液态发酵道路。这项研究使二锅头酒的出酒率明显提高,原来每斤酒消耗的粮食为2.5斤,此后只要2.2至2.3斤,甚至后来达到2.1斤。此种方法在全国推广,每年为国家节约了大量粮食。

从1959年开始,我国出现全国性的大饥荒,克服粮食困难成为当下最紧迫的任务。作为国家级的科研单位,中国科学院微生物研究所用秸秆经加工后作为原料,培养出酵母菌细胞(单细胞蛋白质中一类),以补充当时普通膳食中非常不足的蛋白质、油脂和维生素。当时张树政除指导分析化验工作外,还深入研究了这种酵母菌的代谢机制,在生物化学上做出了水平很高的成绩。

1966年12月,张树政在上海“一月风暴”前夕来到上海溶剂厂,研究用糖化酶水解杂粮淀粉木薯代替葡萄糖,这项工作1968年7月正式投产。这项新工艺为当时我国紧缺、受外国人控制的重要化工原料生产提供了更好的保证。由于采用酶法糖化,葡萄糖节约了20%,铵盐节约了50%,又省去了玉米浆原料和精制淀粉的繁重体力劳动。

经过艰苦驻厂创新,张树政领导的科研团队研制出我国第一个糖化酶酶制剂。后来,该研究组经过多年努力,又得到高产糖化酶的黑曲霉,从而将糖化酶菌种更新为黑曲霉,被作为酶制剂生产菌种广泛用于酒精工业。后经进一步选育,又获得酶活力提高30%的菌株。以上两个菌种在全国酒精、白酒工業及其他发酵工业上推广应用后,取得了巨大的经济效益。

中国科学院菌种保藏委员会刚刚成立的时候,没有钱买仪器设备,对外交流机会更是有限,先进仪器甚少。1955年,张树政曾经在北京生物制品研究所学习了纸色谱及纸电泳技术,见过他们那里的滤纸电泳仪,他们无力向国外购买,便决定自己动手做一个。

方心芳先生的老师方乘教授听说张树政做出了电泳仪,很是兴奋,专门派人从西北大学来北京学习制作电泳仪的技术,于是当时就传出一句佳话——“老师的老师请教学生的学生”。

后来,张树政研究组在实验中需要一台等电点聚焦仪,他们采用了同样的方法,自主攻关,自力更生,协调各方力量,做出了具有同等功效的设备。由此,她带领学生们在国内首先建立了等电聚焦和聚丙烯酰胺凝胶电泳等新技术,应用于红曲糖化酶的研究,并在世界上首次得到了这种酶的结晶。

张树政。图片|中国科学报

黄量院士与她的20世纪80年代研究生合影。图片|人民日报海外版

一生沉浸新药研发

1949年,黄量在美国康奈尔大学取得有机化学博士学位。据说,她是这所世界名校第一位外籍化学女博士。黄量由原圣约翰大学化学系主任泰勒教授推荐赴康奈尔大学深造,获得博士学位后同避孕药之父杰拉西教授等著名科学家合作,发表了10多篇论文。

像许多海外知识分子一样,黄量和她的丈夫、同为康奈尔大学博士的刘金旭一起,做出了回国参加新中国建设的决定。1956年,作为周总理邀请的科学家之一,在美国学习、工作、生活了11年的黄量夫妇,告别了优越的生活和理想的科研环境,带上4岁的女儿刘觉,踏上回国之路。

那时候的新中国一穷二白,黄量博士和其他先后归国的第一代“海归”一起,用自己带回来的简陋玻璃仪器和小型设备,一步一个脚印地为中国的药学研究奉献着心血,成为共和国科研领域的第一代拓荒者。在他们的拼搏和奋斗下,一个我们自己的药物研发及相关学科体系建立起来,并渐渐步入良性发展的轨道。

方心芳先生的老师方乘教授听说张树政做出了电泳仪,很是兴奋,专门派人从西北大学来北京学习制作电泳仪的技术,于是当时就传出一句佳话——“老师的老师请教学生的学生”。

每周7天从早到晚没见她有闲下来的时候,总能在图书馆看到黄量夫妇的身影。为了不影响工作,他们一直在休息日查阅文献材料、追蹤国内外最前沿的科学进展。

其实黄量身体并不好。在1974年从事抗癌药三尖杉酯碱研究时,她被查出患了直肠癌。但在住院期间,她一方面积极配合治疗,一方面继续指导实验室的工作,还抓紧时间编写了药学专著《癌的药物治疗》的有关章节。大创面直肠切除及相关手术从中年开始就给黄量的生活和工作带来诸多不便。但她一如既往不知疲倦地忙碌在实验室、办公室以及国内国际所有需要她的地方。2008年,88岁的黄量院士又因为乳腺癌做了手术。回家后,她又马上开始了工作。

和对工作兢兢业业相反,黄量对生活却要求不高。上世纪80年代初,黄量曾代表中国科学家去参加一个世界卫生组织的会议,而行前竟连一套像样的正装都没有,一位老师逼着她去做了一套西服,调侃地说“不能有失国格”。

有一次,黄量叫学生去她家谈实验的事,那时她已几天高烧无法起床。学生回忆称,当敲开老师的家门,迎接的是无法忘怀的心灵震撼:一间十分拥挤的卧室,床上是靠着枕头咳嗽的黄量老师,旁边有一个书柜,房间里到处是书籍、杂志和文稿,一张应该是吃饭用的折叠桌也堆放着各种资料……

一位国际著名科学家的名望和她的真实生活环境定格成一幅反差巨大的画面。

黄量一生恪守科学标准,在她的严格要求下,包括代培和合作项目人员在内的一代年轻科技人才扎扎实实地成长起来,成为我国药学研究领域的中坚力量。

把中国的学术研究提高到世界水平一直是黄量的心愿。为了达到这个目的,她不光努力做学问,而且坚持尽量把自己的研究论文发表在中国的科学杂志上。“我们一流的科研成果都发到国外的杂志上,中国自己的科学杂志什么时候才会有人看!”黄量最为人知的是抗肿瘤和计划生育方面的成就,其实她在很多领域都做出了贡献。在1956年到2010年的50多年里,黄量领导和参加的新药研究涉及抗肿瘤、心血管、抗病毒、甾类激素、计划生育、抗寄生虫、肿瘤预防等众多领域,其中多项成果应用于临床治疗,并获得了包括卫生部奖、国家科学大会奖、国家科技奖等多种奖项。

在学生的印象里,黄量一生沉浸于新药研发的未知世界,这个世界看起来枯燥乏味,寂寞清冷,但她自己一定觉得浪漫无比,极其满足。她和同时代的老科学家们在以前半个世纪的时间里出色地完成了历史赋予他们的使命,为祖国铺筑了民生领域的基石。

◎ 来源|综合中国科学报、人民日报海外版