今年高寿103!他改变了中国不能生产金霉素的历史,是新中国第一部科学家电影的人物原型

1957年,电影《情长谊深》上映。这是新中国第一部以科学家为主人公的电影,讲述了在研发新型抗生素中科学家之间的友谊故事。

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金霉素是一种重要的抗生素,1953年中国科学院上海分院植物生理研究所承担了金霉素的研制任务,1957年金霉素在上海第三制药厂正式投产,中国成为世界上第四个能够生产金霉素的国家。

今天要介绍的科学家,是102岁高寿的沈善炯院士,他是电影主人公的原型之一,也是金霉素研发中的核心人物。

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沈善炯院士

耕读传家,坎坷求学路

1917年,沈善炯出生在江苏吴江的一个农户之家。"耕读传家"是沈家的祖训,虽然家境贫寒,但父母尽可能的让孩子们接受了良好。

1937年,沈善炯考取了金陵大学,因学费便宜,他选择报了农业专修科,而非本科。此时,战火已在中华大地上蔓延开来,这样沈善炯的大学生活格外颠沛流离。

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少年沈善炯

从武汉的中央政治学校特训班、广西大学农学院,到云南大学,最终沈善炯在昆明考取了西南联大。

由北京大学、清华大学和南开大学,三所大学临时组建起来的西南联大,虽然硬件简陋,但老师却都是当时国内的著名学者。朱自清、吴晗、杨石先……,都曾是沈善炯的老师。

沈善炯虽然面黄肌瘦、说着一口上海土话,但他学习勤奋,思维活跃、善于提问,深受植物形态学老师张景钺教授的青睐。张景钺见他对微生物感兴趣,就把他送到清华大学农业研究所戴芳澜的实验室。

清华大学农业研究所有独立的研究经费,并不属于西南联大。在农业研究所,沈善炯完成了他的本科毕业论文。

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一直悬于沈家客厅中的沈善炯手书西南联大校歌

1942年,沈善炯大学毕业后,留在了农业研究所。他开始在戴芳澜的指导下研究真菌。

戴芳澜要求非常严格,他要求研究室研究人员工作时必须全神贯注,不能在上班时间进修外文,甚至连相关的参考书也不能在实验室看。

他每天早上都会来到实验室,问:"发现了新东西了没有?"在戴芳澜的影响下,沈善炯逐渐对微生物遗传学产生了兴趣。

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昆明北郊大普吉清华农业研究所植物病理组待过的老屋

张景钺教授曾到美国加州伯克利分校任客在美国进行了为期一年的学术访问,在美期间,他向加州理工学院生物系主任比德尔推荐了沈善炯。

加州理工学院是全美最难申请的学校之一,钱学森、郑哲敏、庄逢甘、谢家麟等一大批科学家都是在这里毕业的。比德尔也是当时生物界的大咖,于1958年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

在当时北大校长胡适的帮助下,沈善炯办完了出国的手续。临行前,张景钺教授请他来家里吃饭,对他说:"我等待你,望你学成回来。"

继续深造遗传学,学成回国遭遇羁押

在西南联大沈善炯学会了怎么做人,在加州理工他知道了如何做科学。

当时正值加州理工学院生物系的全盛时期,生物系十分开放包容。分子遗传学正在这里诞生,沈善炯在这里他接触到了最前沿的研究工作。

1950年,沈善炯完成博士论文《关于粗糙链孢霉菌中络氨酸、半胱氨酸关系的遗传学和生物化学》。他发现,链孢霉络氨酸酶的形成受温度和含硫化合物的抑制。

论文答辩虽然顺利通过了,但沈善炯并不满意,觉得有工作还没有完成,还有重要的内容可以进行深入的分析。

博士毕业后,沈善炯计划先在美国工作两年。但8月23日,发生了钱学森被禁止离境并遭到审查和扣留的事件,沈善炯便立刻订了8月31日的回国船票。

沈善炯的导师霍罗威茨此时正在度假,他立刻赶了回来跟沈善炯道别。他对沈善炯说,他已经具备了独立开展工作的能力,回国后凡事要有信心。霍罗威茨还给沈善炯写了一份信,让他回国后再拆开看。

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1978年10月与老师诺曼 ·霍罗威茨

8月31日,沈善炯登上了回国的邮轮。和他一起回国的还有核物理学家赵忠尧、空气动力学罗时钧等100多名中国留学生。

船开到夏威夷檀香山时,沈善炯、赵忠尧、罗时钧遭到美国中央情报局的无理扣留,并被投入位于东京下野的巢鸭监狱。9月22日,船上的留学生到达广州,沈善炯等被扣押的消息才为人所知。

迫于国际压力,10月31日他们被带出监狱。11月17日,沈善炯终于乘船离开日本,并于当月21日回到祖国。

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图为1950年9月,赵忠尧、罗时钧、沈善炯在日本鸭巢监狱留影。他们坚决拒绝回美国或去台湾,在抗争了两个多

这时,沈善炯才有机会拆开老师的信。信里,老师嘱咐他要争取机会多做生化遗传的工作。

成功研发金霉素,开创历史

回到祖国后,沈善炯先是经谈家桢和丁振麟教授的介绍,到浙江大学医学院生化科任副教授。接着,在1952年,又在张景钺的推荐下来到了位于上海的中国科学院实验生物研究所。

在这里,他遇到了以前西南联大的老师殷宏章。殷宏章邀请沈善炯到植物生理研究室工作。

当时青霉素、链霉素、土霉素等抗生素,已应用于临床,成为了对抗感染的"神药"。但新中国成立之初,我国的抗生素生产几乎是空白,一些发达国家禁止对我国出口,我国必须自力更生,这是一项急迫的国家任务。殷宏章希望沈善炯从事抗生素相关工作。

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植物生理学家罗宗洛(中)和殷宏章(左)、微生物生化学家沈善炯(右)

1952年11月,抗生素座谈会召开。会后,沈善炯承担了合成金霉素和链霉素的研究工作。在短短的两三年时间内,从未接触过抗生素的沈善炯带领团队,解决了金霉素生产的关键问题。

1957年,金霉素在上海第三制药厂正式投产,我国成为第四个能够生产金霉素的国家。

上海电影制片厂导演徐昌霖,听说了沈善炯和殷宏章的故事,很感兴趣,特意到实验室来体验生活,并以他们为原型,制作了电影《情长谊深》。

金霉素进入大规模生产后,沈善炯逐渐将研究重心转向微生物生物化学。在他的影响下,研究组内每天都在寻找新事物和新问题,时刻准备迎接新的挑战。

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1957年沈善炯与学生和工作人员在一起(后排:左一,王孙仑;左二,陈俊标。中排:左三金以丰,左五,沈善炯)

1960年初,沈善炯的学生王孙仑来找他,说自己在实验中发现了新现象,但被沈善炯否定了。通过实验数据和文献报道,王孙仑向沈善炯证明了他发现的是一个己糖分解代谢的新途径。沈善炯虚心接受了事实,并跟学生说:"你的观察对了,我错了。"五年后,英国科学家也报道同样的发现。

沈善炯经常把这个故事讲给学生们听,希望他们在科学工作上既要能独立思考,又要勇于承认错误坚持真理。

在研究链霉菌时,沈善炯和团队又发现了作用于烟酰胺辅酶的烟酰胺核酸酶和能使木糖转变为木酮糖的D-木糖异构酶。可惜的是,他们没能进行深入,后来日本三松工业公司应用这个发现将葡萄糖转化为果糖,获得了商业成功。

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1982年日本三松工业公司派人(右起第二人)来致谢关于葡萄糖异构酶的发现

从零开始,开拓固氮新天地

1973年,沈善炯根据所里的安排,开始进行生物固氮的遗传学研究。从五十年代开始到他重新开始遗传学相关工作,已经过去了二十年,这二十年间遗传学的发展非常快。遗传学博士毕业的他,几乎就是一个门外汉,一切都要从零开始。

受文献启发,从1974年上半年开始,沈善炯带领团队,开始以克氏肺炎杆菌为材料研究固氮基因的精细结构和表达的调节。

1977年12月,他们的研究成果发表在《中国科学》杂志上,这是文革后我国发表的第一篇遗传学论文,标志着遗传学在中国学术界的复苏。

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已年过60岁的老人再次焕发青春。他沿着第一志趣,不仅在国内开辟了分子遗传学和生物固氮领域,并取得了一批新的重要成果。几年的时间内,他的实验室成为了国际上以研究生物固氮而知名的实验室。

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1981年沈善炯(左)与同学、诺贝尔奖得主特明(H.Temin)(右)合影

晚年著书,反思科学人生

1997年,80高领的沈善炯,精力已大不如前,逐渐淡出了心爱的科研舞台,但他想发挥余热,便撰写了一些回忆文章,把他的经验和教训留下来。

2001年,中国书籍出版社出版了他的回忆录《我的科学生涯》。

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沈善炯先后获得过中国科学院自然科学一等奖、加州理工学院杰出校友奖、陈嘉庚生命科学奖等很多重要奖励,但晚年时,他却经常说,自己不是科学家,也没有取得重大的成就。

今年,沈善炯院士已102岁高寿,让我们共同祝福沈老健康长寿。

沈善炯

(1917.4-)

遗传学家

微生物生物化学家

中国科学院院士

参考文献

1. 《金霉素·牛棚·生物固氮》,中国科学技术出版社

2. 《沈善炯》,九三学社中央宣传部

3.《情长谊深》唱响知识分子情怀,《大众电影》

4.《忆与沈善炯院士交往的几件事》,中国科学报


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