剑桥博士用石磨改装设备遭团队质疑,七年后让全球科学家起立致敬

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创作声明:本文为虚构创作,请勿与现实关联

「这条路,全世界都证明走不通。」

1958年深秋,上海生化研究所里,35岁的邹承鲁接到一项任务——一年内完成胰岛素A链和B链的拆合,为新中国十周年献礼。但是,这个项目,美国人做失败了,英国人做失败了,德国人也做失败了。



01

1951年6月,一个下午,28岁的邹承鲁站在剑桥大学图书馆前,手里攥着两封信。

一封来自清华大学化学系主任黄子卿,邀请他回国任教。另一封来自中国科学院上海生理生化研究所的王应睐,希望他加入科研团队。

邹承鲁把两封信反复看了三遍。

窗外,剑河波光粼粼。三年前,就是在这条河上,他第一次遇见李林——那个扎着马尾辫、正在研究金属物理的中国女孩。李四光的独生女。

「决定了?」李林推门进来,手里端着两杯茶。

「科研。」邹承鲁把信叠好,塞进上衣口袋。

李林把茶杯放在桌上,坐下来:「我父亲说你这性子太直。」

「直就直吧。」邹承鲁端起茶杯,「回国的船票都订了,7月15号。」

他喝了口茶,想起三个月前那场答辩。主考官翻开他的博士论文,指着密密麻麻的实验数据问:「邹先生,剑桥条件这么好,你为什么急着回中国?」

邹承鲁当时的回答很简单:「因为我是中国人。」

现在,这个中国人要带着新婚妻子,带着一脑子从凯林教授那里学来的生物化学知识,回到那个一穷二白的国家。

1951年8月,邹承鲁走进上海岳阳路320号的中科院生化所,第一眼看到的,是走廊尽头那台锈迹斑斑的离心机,电机嘎吱嘎吱响个不停。

「这是咱们所里最好的设备了。」王应睐站在他身后,语气里带着苦涩,「你在剑桥用的那些仪器,咱们这儿一台都没有。」

邹承鲁蹲下来,伸手摸了摸离心机的底座。手指上沾了一层灰。

「没关系。」他站起来拍拍手,「凯林教授说过,先进仪器可以买,先进思想买不来。咱们有脑子。」

王应睐愣了下,笑了:「行,那就用脑子干活。」

接下来的七年,邹承鲁就在这个简陋的实验室里,和王应睐等人一起研究呼吸链酶系。他们纯化琥珀酸脱氢酶,发现了此前从未被报道过的共价结合FAD辅基。

这个发现发表在国际期刊上,引起不小的反响。

1958年春天,一个更大的挑战摆在了他面前。



02

1958年10月的一个上午,生化所三楼的会议室里坐满了人。

所长王应睐站在黑板前,用粉笔写下三个字:胰岛素。

「同志们,」他放下粉笔,环视四周,「明年是建国十周年,上级希望我们拿出一项重大成果,向祖国献礼。」

会议室里安静得能听见墙上挂钟的滴答声。

「人工合成胰岛素。」王应睐说,「这是目前世界生物化学领域的最前沿课题。美国人在做,英国人在做,德国人也在做。但到现在,谁都没成功。」

有人举手:「王所长,咱们的条件...」

「我知道条件差。」王应睐打断他,「但正因为这样,咱们要是成功了,意义更大。」

他转身在黑板上画了一个简图——两条曲线,中间用三条短线连接。

「胰岛素由A链和B链组成,通过两对二硫键连接。现在的问题是,如果把这两条链分开,还能不能重新组合成有活性的胰岛素?」

邹承鲁盯着那个简图,手指在桌面上轻轻敲击。

「国际上有人尝试过吗?」他问。

「都失败了。」王应睐说,「产率最高的也就百分之零点三,没有实用价值。很多人认为,这条路根本走不通。」

会议室里的讨论声渐渐大了起来。有人说时间太紧,有人说风险太大,还有人直接提出应该换个项目。

邹承鲁没说话。

A链21个氨基酸,B链30个氨基酸,三对二硫键。理论上有15种组合方式,只有一种正确。

随机组合成功率应该是十五分之一,约6.7%。

但国际上最好的结果只有0.3%。

这说明什么?

说明现有条件下,大部分A链B链还没找到彼此,就被错误的二硫键锁死了。

如果能创造合适条件,让它们有足够时间"寻找"彼此...

「我来做拆合这一块。」邹承鲁突然开口。

会议室安静下来。

王应睐看着他:「你确定?这是整个项目的关键环节,如果拆合走不通,后面的全合成就无从谈起。」

「我确定。」邹承鲁站起来,走到黑板前,拿起粉笔,「给我一年时间。」

三天后,邹承鲁召集了五个年轻人。

最大的28岁,最小的才23岁。

「咱们要做的,」邹承鲁在实验台前踱步,「是把天然胰岛素拆开,再装回去。」

有人举手:「邹老师,咱们连个像样的超速离心机都没有...」

「那就自己造。」邹承鲁停下脚步,「你们谁见过磨豆子的石磨?」

几个年轻人面面相觑。

第二天下午,实验室走廊里多了一台奇怪的装置——一个老式石磨,上面焊接着一个从旧吉普车上拆下来的电动马达。

「就用这个。」邹承鲁拍拍石磨,「粉碎动物组织,提取酶,比买来的离心机还好用。」

年轻的研究员许根俊蹲下来仔细看:「邹老师,这个转速能达到要求吗?」

「试试就知道了。」邹承鲁蹲在他旁边,「咱们现在什么都缺,就是不缺时间和脑子。仪器不够,就用脑子补。」

许根俊点点头。他想起三个月前第一次见到邹承鲁时——这个戴着深色眼镜、叼着大烟斗的年轻老师,看起来比自己大不了几岁,但说话做事却有种让人信服的笃定。

后来许根俊才知道,那副眼镜和烟斗,都是邹承鲁故意用来装老成的道具。

「开始干活吧。」邹承鲁站起来,拍拍膝盖上的灰,「先从纯化天然胰岛素做起。」



03

1959年3月,实验室的墙上挂满了数据记录表。

每一张表格上都密密麻麻写着数字:温度、pH值、氧化剂浓度、还原剂用量、反应时间...

邹承鲁站在表格前,用红笔在某几个数字下面画了横线。

「许根俊,」他头也不回地喊,「把上个月15号那批样品的数据拿来。」

许根俊翻出一个笔记本:「拆合产率百分之零点五,活性回收率百分之四十二。」

「为什么这一批比前面几批低?」

「可能是还原剂浓度的问题。」许根俊翻了翻记录,「那天巯基乙醇用完了,我们换了二巯基乙醇。」

邹承鲁转过身:「还有呢?」

「温度比平时高了两度。」

「就是这个。」邹承鲁在黑板上写下一串数字,「温度高了,错误配对的速度就快。A链和B链还没找到彼此,就先跟自己或者别的链乱配了。」

他放下粉笔,看着几个年轻人:「咱们现在要解决的,不是怎么让A链和B链结合,而是怎么阻止它们错误地结合。」

这个思路在当时是颠覆性的。

国际上的研究者们都在想办法促进A链和B链的结合,加催化剂,提高温度,增加浓度。但邹承鲁反其道而行之——他要创造一个条件,让A链和B链有足够的时间和空间去"寻找"彼此。

接下来的两个月,实验室里的灯几乎没熄过。

邹承鲁和团队成员们一遍遍调整实验条件:

pH值从8.5降到7.5,再降到6.8。

温度从25度降到15度,最后稳定在8度。

氧化剂从快速氧化的碘代乙酰胺,换成温和氧化的空气氧化。

还原剂的浓度,从高浓度冲击,改成低浓度持续还原。

每改变一个参数,就要做三到五组平行实验。

每组实验的样品都要经过严格的活性检测。

数据一点点积累起来。

产率从零点五,上升到零点六,零点七...

1959年5月12日晚上九点,许根俊冲进邹承鲁的办公室:「邹老师!突破一了!」

邹承鲁放下手里的笔,接过实验记录本。

最上面一行写着:拆合产率1.2%,活性回收率78%。

他盯着这个数字看了十几秒,抬起头:「确认过了?」

「三组平行实验,结果一致!」许根俊把笔记本往桌上一拍,「咱们突破一了!」

邹承鲁合上笔记本,站起来走到窗前。

窗外,岳阳路上路灯昏黄。偶尔有自行车叮铃铃地驶过。

从零点七到一点二,这零点五个百分点,他们用了整整五个月。

但这零点五个百分点,证明了他的理论是对的——A链和B链本身确实含有形成天然胰岛素的结构信息。只要给它们合适的条件,它们就能找到彼此。

「继续做。」邹承鲁转过身,「既然能到一,就能到二,到三。」

1959年7月,正当实验顺利推进时,意外发生了。

一批新到的巯基乙醇出了问题。

连续三周,十五组实验,产率全部低于零点八。

实验室里的气氛变得压抑起来。

「会不会是咱们的方向错了?」一个年轻研究员小声说,「国际上那么多人都失败了,咱们凭什么能成功?」

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