脱氧核糖表情包 化学表情包


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在庆祝新中国成立70周年的时刻,“上海科技”联手“世界科学”“三思派”等平台,发布了一系列纪念文章。文章中回顾了过去70年间的动人故事,体现了科学家们对祖国和科学的热爱、对民生的关怀以及对未知领域的探索精神。

这篇文章着重讲述了“人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸”的故事,生动地展示了上海科学家们在那个时代勇攀科学高峰的顽强精神和聪慧才智。

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1982年1月18日

中国科学院在北京科学会堂举行的人工合成酵母tRNAAla学术报告会上的合影

图片由中科院分子细胞科学卓越创新中心(生化与细胞所)提供

姚诗煌 苏瑞常

1981年12月20日下午6点,在上海岳阳路上的科学院几幢研究所大楼已被暮色笼罩;四周寂静无声,只有中科院上海细胞生物学研究所(简称“细胞所”)的行政楼后面,一排小屋里灯火通明,散发出一种神秘而紧张的氛围。十多位穿着白大褂的科研人员正紧盯着液体闪烁谱仪上的同位素计数显示:

20002500……

此刻,眼前的数字对他们来说无比珍贵,熬夜的眼睛里闪烁着兴奋的光芒。这串数字标志着中国首次成功人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸(tRNA),并测得其全部生物活力,成为现代科学史上的一大里程碑。

“三叶草”破土而出

20世纪60年代,中国的生化科学迅速崛起,成功合成了世界上第一种具有全部生物活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。在中科院上海生物化学研究所(简称“生化所”)的一间会议室里,科研人员们正在热烈讨论下一步目标:

“蛋白质和核酸都是生命的基础物质,人工合成核酸应该是我们下一个挑战。”

“牛胰岛素作为第一个被搞清结构的蛋白质,我们花了六年多才合成出来。现在,酵母丙氨酸转移核糖核酸作为第一个被搞清结构的核酸,我们是否可以再花几年时间合成它呢?”

“中国已经取得了一个世界冠军,现在我们要争取再拿一个。”

这一步远比预想的艰难。核酸的结构远比蛋白质复杂,牛胰岛素的分子量为5700,由两条含有21个氨基酸的肽链组成;而丙氨酸转移核糖核酸由76个核苷酸组成,分子量约26000。核糖核酸的合成难度高于脱氧核糖核酸。一些国家的实验室在尝试一段时间后已退出角逐,只有少数国家继续在这条崎岖的道路上前行。

在周和聂荣臻副的直接支持下,1966年春,上海和北京等地的科研人员展开了大规模的合作。酵母丙氨酸转移核糖核酸的三叶草形结构,激发了各研究所实验室和科研人员的无限热情。中国大地上的政治风暴却威胁到了刚刚萌芽的“三叶草”研究。

基础理论研究遭到削减,老科学家们被迫进入“牛棚”,科学研究的殿堂被现代迷信所笼罩。尽管如此,“三叶草”研究仍顽强地存活下来,在夹缝中生长,依然向世界汲取阳光和养料。

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汪猷院士

有机化学家汪猷在地下室被关押了一年半,释放后立即向学生和助手了解研究进展,并在家中从事“地下工作”——翻译国外资料。他翻译的一本关于核酸小片段合成的美国书籍,被室里的同志们争相传抄,几乎人手一册,被誉为“天书”。

生物化学家王应睐和王德宝被禁止直接接触“三叶草”,只能在实验室处理试剂。但他们将这些工作视为对“三叶草”的施肥灌溉,以认真、细致的态度,把自己的纯洁之心融入到每一滴有机试剂中。

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王应睐院士

“金字塔”起自底基

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人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸

有人将核酸的合成比作建造一座宏伟的金字塔。科研人员需要从单体的提纯、制备开始,通过无数次反应,逐步延长合成的片段。最终的合成产物在数量上仅为单体原料的亿万分之一。这座研艳的“三叶草”,就像在金字塔的顶端傲然绽放。

许多科研人员长年累月地进行反应、提纯、分离等重复操作。这些工作虽然未必能发表论文,显然也不算尖端科技,但却需要可贵的耐心、毅力和无私的精神。

我们在这里听到了两个“老黄牛”的故事。

第一个“老黄牛”是细胞所的王应魁。

这位只读过小学的工程师以实干精神闻名全所。在这项重大课题中,他负责提供单体和小片段,这些基础工作至关重要。无论是单体提纯还是小片段合成,都需要大量的化学溶剂和试剂,其中不少是有毒的,如吡啶、氯仿等,特别是吡啶,只要一点点,室内就会弥漫难闻的气味。

王应魁长期接触这些试剂,身体健康受到影响。每次小片段合成,他都需要连续工作几十小时,甚至一个星期。为了保证质量,他吃饭、睡觉都不离实验室。

他说:“要改变我国科学事业的落后面貌,就必须从基础做起。‘九层之台,起于垒土’,我乐于做高台伟楼下的一撮基土。”

另一个“老黄牛”是有机所副研究员、核酸组组长黄敬坚。

这位五十年代由汪猷亲自培养的研究生,不仅业务熟练,技术精湛,富有创造力,还作风踏实。有机所也承担了底基的任务,科研人员与化学试剂打交道,守在层析柱旁,尽力提供合格的单体和小片段。

黄敬坚对全组每个人的工作进展了如指掌。每天晚上,他都会到实验室仔细检查,夜晚7点,他离家来所,打开实验室房门,认真察看分离产物的层析柱;晚上10点,他再一次来到实验室检查;第二天清晨