今年高壽103!他改變了中國不能生產金黴素的歷史,是新中國第一部科學家電影的人物原型

1957年,電影《情長誼深》上映。這是新中國第一部以科學家為主人公的電影,講述了在研發新型抗生素中科學家之間的友誼故事。

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金黴素是一種重要的抗生素,1953年中國科學院上海分院植物生理研究所承擔了金黴素的研製任務,1957年金黴素在上海第三製藥廠正式投產,中國成為世界上第四個能夠生產金黴素的國家。

今天要介紹的科學家,是102歲高壽的沈善炯院士,他是電影主人公的原型之一,也是金黴素研發中的核心人物。

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沈善炯院士

耕讀傳家,坎坷求學路

1917年,沈善炯出生在江蘇吳江的一個農戶之家。"耕讀傳家"是沈家的祖訓,雖然家境貧寒,但父母儘可能的讓孩子們接受了良好。

1937年,沈善炯考取了金陵大學,因學費便宜,他選擇報了農業專修科,而非本科。此時,戰火已在中華大地上蔓延開來,這樣沈善炯的大學生活格外顛沛流離。

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少年沈善炯

從武漢的中央政治學校特訓班、廣西大學農學院,到雲南大學,最終沈善炯在昆明考取了西南聯大。

由北京大學、清華大學和南開大學,三所大學臨時組建起來的西南聯大,雖然硬件簡陋,但老師卻都是當時國內的著名學者。朱自清、吳晗、楊石先……,都曾是沈善炯的老師。

沈善炯雖然面黃肌瘦、說著一口上海土話,但他學習勤奮,思維活躍、善於提問,深受植物形態學老師張景鉞教授的青睞。張景鉞見他對微生物感興趣,就把他送到清華大學農業研究所戴芳瀾的實驗室。

清華大學農業研究所有獨立的研究經費,並不屬於西南聯大。在農業研究所,沈善炯完成了他的本科畢業論文。

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一直懸於沈家客廳中的沈善炯手書西南聯大校歌

1942年,沈善炯大學畢業後,留在了農業研究所。他開始在戴芳瀾的指導下研究真菌。

戴芳瀾要求非常嚴格,他要求研究室研究人員工作時必須全神貫注,不能在上班時間進修外文,甚至連相關的參考書也不能在實驗室看。

他每天早上都會來到實驗室,問:"發現了新東西了沒有?"在戴芳瀾的影響下,沈善炯逐漸對微生物遺傳學產生了興趣。

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昆明北郊大普吉清華農業研究所植物病理組待過的老屋

張景鉞教授曾到美國加州伯克利分校任客在美國進行了為期一年的學術訪問,在美期間,他向加州理工學院生物系主任比德爾推薦了沈善炯。

加州理工學院是全美最難申請的學校之一,錢學森、鄭哲敏、莊逢甘、謝家麟等一大批科學家都是在這裡畢業的。比德爾也是當時生物界的大咖,於1958年獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

在當時北大校長鬍適的幫助下,沈善炯辦完了出國的手續。臨行前,張景鉞教授請他來家裡吃飯,對他說:"我等待你,望你學成回來。"

繼續深造遺傳學,學成回國遭遇羈押

在西南聯大沈善炯學會了怎麼做人,在加州理工他知道了如何做科學。

當時正值加州理工學院生物系的全盛時期,生物系十分開放包容。分子遺傳學正在這裡誕生,沈善炯在這裡他接觸到了最前沿的研究工作。

1950年,沈善炯完成博士論文《關於粗糙鏈孢黴菌中絡氨酸、半胱氨酸關係的遺傳學和生物化學》。他發現,鏈孢黴絡氨酸酶的形成受溫度和含硫化合物的抑制。

論文答辯雖然順利通過了,但沈善炯並不滿意,覺得有工作還沒有完成,還有重要的內容可以進行深入的分析。

博士畢業後,沈善炯計劃先在美國工作兩年。但8月23日,發生了錢學森被禁止離境並遭到審查和扣留的事件,沈善炯便立刻訂了8月31日的回國船票。

沈善炯的導師霍羅威茨此時正在度假,他立刻趕了回來跟沈善炯道別。他對沈善炯說,他已經具備了獨立開展工作的能力,回國後凡事要有信心。霍羅威茨還給沈善炯寫了一份信,讓他回國後再拆開看。

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1978年10月與老師諾曼 ·霍羅威茨

8月31日,沈善炯登上了回國的郵輪。和他一起回國的還有核物理學家趙忠堯、空氣動力學羅時鈞等100多名中國留學生。

船開到夏威夷檀香山時,沈善炯、趙忠堯、羅時鈞遭到美國中央情報局的無理扣留,並被投入位於東京下野的巢鴨監獄。9月22日,船上的留學生到達廣州,沈善炯等被扣押的消息才為人所知。

迫於國際壓力,10月31日他們被帶出監獄。11月17日,沈善炯終於乘船離開日本,並於當月21日回到祖國。

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圖為1950年9月,趙忠堯、羅時鈞、沈善炯在日本鴨巢監獄留影。他們堅決拒絕回美國或去臺灣,在抗爭了兩個多

這時,沈善炯才有機會拆開老師的信。信裡,老師囑咐他要爭取機會多做生化遺傳的工作。

成功研發金黴素,開創歷史

回到祖國後,沈善炯先是經談家楨和丁振麟教授的介紹,到浙江大學醫學院生化科任副教授。接著,在1952年,又在張景鉞的推薦下來到了位於上海的中國科學院實驗生物研究所。

在這裡,他遇到了以前西南聯大的老師殷宏章。殷宏章邀請沈善炯到植物生理研究室工作。

當時青黴素、鏈黴素、土黴素等抗生素,已應用於臨床,成為了對抗感染的"神藥"。但新中國成立之初,我國的抗生素生產幾乎是空白,一些發達國家禁止對我國出口,我國必須自力更生,這是一項急迫的國家任務。殷宏章希望沈善炯從事抗生素相關工作。

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植物生理學家羅宗洛(中)和殷宏章(左)、微生物生化學家沈善炯(右)

1952年11月,抗生素座談會召開。會後,沈善炯承擔了合成金黴素和鏈黴素的研究工作。在短短的兩三年時間內,從未接觸過抗生素的沈善炯帶領團隊,解決了金黴素生產的關鍵問題。

1957年,金黴素在上海第三製藥廠正式投產,我國成為第四個能夠生產金黴素的國家。

上海電影製片廠導演徐昌霖,聽說了沈善炯和殷宏章的故事,很感興趣,特意到實驗室來體驗生活,並以他們為原型,製作了電影《情長誼深》。

金黴素進入大規模生產後,沈善炯逐漸將研究重心轉向微生物生物化學。在他的影響下,研究組內每天都在尋找新事物和新問題,時刻準備迎接新的挑戰。

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1957年沈善炯與學生和工作人員在一起(後排:左一,王孫侖;左二,陳俊標。中排:左三金以豐,左五,沈善炯)

1960年初,沈善炯的學生王孫侖來找他,說自己在實驗中發現了新現象,但被沈善炯否定了。通過實驗數據和文獻報道,王孫侖向沈善炯證明了他發現的是一個己糖分解代謝的新途徑。沈善炯虛心接受了事實,並跟學生說:"你的觀察對了,我錯了。"五年後,英國科學家也報道同樣的發現。

沈善炯經常把這個故事講給學生們聽,希望他們在科學工作上既要能獨立思考,又要勇於承認錯誤堅持真理。

在研究鏈黴菌時,沈善炯和團隊又發現了作用於煙酰胺輔酶的煙酰胺核酸酶和能使木糖轉變為木酮糖的D-木糖異構酶。可惜的是,他們沒能進行深入,後來日本三松工業公司應用這個發現將葡萄糖轉化為果糖,獲得了商業成功。

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1982年日本三松工業公司派人(右起第二人)來致謝關於葡萄糖異構酶的發現

從零開始,開拓固氮新天地

1973年,沈善炯根據所裡的安排,開始進行生物固氮的遺傳學研究。從五十年代開始到他重新開始遺傳學相關工作,已經過去了二十年,這二十年間遺傳學的發展非常快。遺傳學博士畢業的他,幾乎就是一個門外漢,一切都要從零開始。

受文獻啟發,從1974年上半年開始,沈善炯帶領團隊,開始以克氏肺炎桿菌為材料研究固氮基因的精細結構和表達的調節。

1977年12月,他們的研究成果發表在《中國科學》雜誌上,這是文革後我國發表的第一篇遺傳學論文,標誌著遺傳學在中國學術界的復甦。

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已年過60歲的老人再次煥發青春。他沿著第一志趣,不僅在國內開闢了分子遺傳學和生物固氮領域,並取得了一批新的重要成果。幾年的時間內,他的實驗室成為了國際上以研究生物固氮而知名的實驗室。

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1981年沈善炯(左)與同學、諾貝爾獎得主特明(H.Temin)(右)合影

晚年著書,反思科學人生

1997年,80高領的沈善炯,精力已大不如前,逐漸淡出了心愛的科研舞臺,但他想發揮餘熱,便撰寫了一些回憶文章,把他的經驗和教訓留下來。

2001年,中國書籍出版社出版了他的回憶錄《我的科學生涯》。

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沈善炯先後獲得過中國科學院自然科學一等獎、加州理工學院傑出校友獎、陳嘉庚生命科學獎等很多重要獎勵,但晚年時,他卻經常說,自己不是科學家,也沒有取得重大的成就。

今年,沈善炯院士已102歲高壽,讓我們共同祝福沈老健康長壽。

沈善炯

(1917.4-)

遺傳學家

微生物生物化學家

中國科學院院士

參考文獻

1. 《金黴素·牛棚·生物固氮》,中國科學技術出版社

2. 《沈善炯》,九三學社中央宣傳部

3.《情長誼深》唱響知識分子情懷,《大眾電影》

4.《憶與沈善炯院士交往的幾件事》,中國科學報


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