他是農(nóng)家子弟,也是加州理工學(xué)院比德爾實(shí)驗(yàn)室走出的高材生;他萬(wàn)里歸國(guó),在金霉素生物合成與微生物生化方面取得重大突破;他經(jīng)歷政治運(yùn)動(dòng)重返分子遺傳學(xué)領(lǐng)域后,迅速取得固氮基因研究的重大成就。他就是剛剛離開我們的九三學(xué)社前輩——中國(guó)科學(xué)院院士沈善炯。
戰(zhàn)亂中的堅(jiān)定求學(xué)路
1917年,沈善炯出生于江蘇吳江。8歲時(shí)遷至吳江同里以避太湖匪禍。由于收成太差,農(nóng)村凋敝,沈家的經(jīng)濟(jì)境況每況愈下。1931年夏,沈善炯考入聲名顯赫的吳江縣立中學(xué)。1937年8月,沈善炯被金陵大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)業(yè)專修科錄取。
全面抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后,國(guó)民政府軍隊(duì)在戰(zhàn)場(chǎng)接連失利,被迫向西、向南遷移。戰(zhàn)亂之中,沈善炯堅(jiān)定求學(xué)路,他跟隨不斷遷址的金陵大學(xué)農(nóng)學(xué)院,輾轉(zhuǎn)于各地,最終在位于廣西柳州沙塘的廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院借讀。在這里,他結(jié)識(shí)了恩師張肇騫教授與于景讓教授,從此走向科學(xué)道路。
1939年9月,沈善炯通過(guò)轉(zhuǎn)學(xué)考試,入讀當(dāng)時(shí)中國(guó)最好的大學(xué)——有“民主堡壘”“抗戰(zhàn)烽火中怒放的一朵奇葩”之稱的西南聯(lián)大。在張景鉞教授和陳楨教授的引導(dǎo)下,沈善炯對(duì)植物發(fā)育、世代交替、遺傳學(xué)、苔蘚繁殖等產(chǎn)生了濃厚興趣。張景鉞見沈善炯對(duì)微生物學(xué)有興趣,便推薦他到清華大學(xué)農(nóng)業(yè)研究所植物病理教授戴芳瀾那里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。1942年夏,沈善炯從西南聯(lián)大畢業(yè),跟隨戴芳瀾開始了古瓶菌的形態(tài)與生活史研究,勘正了前人對(duì)古瓶菌描述的一些錯(cuò)誤。1944年4月他在《美國(guó)植物學(xué)雜志》上發(fā)表了第一篇科學(xué)論文。
1946年,在美訪學(xué)的張景鉞親自拜訪即將去加州理工學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱加州理工)擔(dān)任生物系主任的比德爾教授,為沈善炯爭(zhēng)取到在加州理工攻讀遺傳學(xué)博士學(xué)位的機(jī)會(huì)與獎(jiǎng)學(xué)金。
加州理工生物系是分子遺傳學(xué)的誕生之地,在國(guó)難深重的日子能夠遠(yuǎn)赴最負(fù)盛名的科學(xué)殿堂學(xué)習(xí),沈善炯深感榮幸。如果說(shuō)西南聯(lián)大是培養(yǎng)他成為科學(xué)工作者的搖籃,那么,加州理工則把他送到一個(gè)更高的臺(tái)階上,使他了解到科學(xué)研究的前沿,找到了科學(xué)之門。
1950年6月,沈善炯順利通過(guò)博士論文答辯。當(dāng)時(shí),中美兩國(guó)也到了戰(zhàn)爭(zhēng)的邊緣。他放棄了美國(guó)的工作邀請(qǐng),決定立刻回國(guó)。那時(shí)遺傳學(xué)研究在國(guó)內(nèi)遭到歧視,著名遺傳學(xué)家李景均因?yàn)槭艿疆?dāng)權(quán)的李森科一派的攻擊,無(wú)法立足,被迫避走美國(guó),沈善炯決定回國(guó)后暫時(shí)舍棄遺傳學(xué)而進(jìn)行生物化學(xué)方面研究。
8月31日,沈善炯登上威爾遜總統(tǒng)號(hào)輪船,踏上歸國(guó)旅程。在日本橫濱、東京兩地,他遭遇美國(guó)陸軍部扣押兩個(gè)多月,歷經(jīng)磨難,于11月28日抵達(dá)深圳。
當(dāng)火車駛向中華大地時(shí),沈善炯眼眶濕了。
攻克金霉素,打破美國(guó)壟斷
1951年11月,熱愛科研的沈善炯到籌建中的中科院上海植物生理研究所(以下簡(jiǎn)稱植生所)工作。1953年1月,植生所正式建立,沈善炯被聘任為副研究員及微生物生理組組長(zhǎng),開展金霉素、鏈霉素生產(chǎn)方面的研究,包括菌種的選育和發(fā)酵等。
當(dāng)時(shí),金霉素的生產(chǎn)由美國(guó)的雷特爾藥廠壟斷。全世界范圍內(nèi),只有美國(guó)、英國(guó)、意大利三國(guó)擁有金霉素生產(chǎn)藥廠。金霉素的生產(chǎn)方法在各國(guó)文獻(xiàn)資料中絕少記載,市場(chǎng)價(jià)格完全操控在美國(guó)手中,中國(guó)國(guó)內(nèi)臨床所用完全依靠進(jìn)口。
當(dāng)時(shí)沈善炯對(duì)于抗生素研究并無(wú)任何經(jīng)驗(yàn),但是,他歷盡千辛萬(wàn)苦回來(lái),為的就是報(bào)效祖國(guó)。沈善炯一邊認(rèn)真研讀國(guó)際上發(fā)表的幾篇相關(guān)文獻(xiàn),帶領(lǐng)學(xué)生和助手重復(fù)文獻(xiàn)中的工作,并進(jìn)行非常細(xì)致的觀察記錄;一邊親赴工廠,向有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員與一線工人請(qǐng)教,學(xué)習(xí)發(fā)酵、提取與鑒定等各項(xiàng)基本操作。
受到一次學(xué)術(shù)會(huì)議報(bào)告的啟發(fā),沈善炯開始對(duì)一直被忽視的接種培養(yǎng)基展開研究,發(fā)現(xiàn)初期培養(yǎng)環(huán)境對(duì)金霉素的產(chǎn)量有著極大影響,掌握生物規(guī)律是提高抗生素產(chǎn)量的正確方向。這一研究成果發(fā)表在1954年的《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)報(bào)》上,是我國(guó)關(guān)于金霉素研究最早的論文。通過(guò)研究,他培育出了高活力的菌株,提高了金霉素的產(chǎn)量,終于解決了金霉素生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題,并啟動(dòng)了擴(kuò)大生產(chǎn)試驗(yàn)工作,順利完成了中間試驗(yàn)。1957年,國(guó)產(chǎn)金霉素通過(guò)了臨床試驗(yàn),在上海第三制藥廠正式投產(chǎn),我國(guó)成為全世界第四個(gè)能夠生產(chǎn)金霉素的國(guó)家。次年,沈善炯參與指導(dǎo)的華北制藥廠全線投產(chǎn),成為亞洲最大的抗生素生產(chǎn)基地,結(jié)束了我國(guó)青霉素、鏈霉素依賴進(jìn)口的歷史,顯著改善了我國(guó)缺醫(yī)少藥的局面。
為科學(xué)癡迷的日子
1960年5月,植生所向中科院院部申請(qǐng)成立上海微生物研究所,并獲批。1960年冬,中科院決定貫徹精簡(jiǎn)政策,合并下放撤銷部分研究所(室),同時(shí)精簡(jiǎn)大約50%的員工。1962年6月,新近成立、根基尚淺的上海微生物研究所又被并入植生所,沈善炯任植生所副所長(zhǎng)兼微生物研究室主任。
在1959年至1964年的五年間,沈善炯親歷了微生物生理研究組從計(jì)劃獨(dú)立成室、獨(dú)立成所到合并入植生所、繼續(xù)進(jìn)行微生物生化研究的過(guò)程,但隸屬關(guān)系的變化并沒有影響到實(shí)驗(yàn)室的工作。甚至,沈善炯認(rèn)為這五年的科研工作是一個(gè)整體,是他在國(guó)內(nèi)從事科學(xué)研究最為意氣風(fēng)發(fā)的一個(gè)時(shí)期——他和研究生們?cè)诎l(fā)現(xiàn)己糖分解新途徑、發(fā)現(xiàn)葡萄糖異構(gòu)酶、細(xì)菌轉(zhuǎn)化因子與抗生素合成與時(shí)態(tài)控制研究等方面取得了顯著成績(jī)。對(duì)新的科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)原理的追求使他進(jìn)入到一種如醉如癡的狀態(tài)中。
這些成就顯著的研究充分展現(xiàn)出沈善炯實(shí)驗(yàn)室思想自由、獨(dú)立思考的良好作風(fēng),以及建立在相互學(xué)習(xí)、共同努力基礎(chǔ)上的師生情誼。直到晚年,沈善炯都很懷念那段為科學(xué)癡迷的日子,并為這些優(yōu)秀的學(xué)生感到驕傲。
生物固氮照晚霞
廣州會(huì)議極大振奮了科學(xué)家的精神,但否泰無(wú)常,和其他許多知識(shí)分子一樣,沈善炯沒有逃過(guò)1963年至1974年的政治運(yùn)動(dòng),失去了十幾年的科研機(jī)會(huì)。
1972年8月,全國(guó)科技工作會(huì)議在北京召開,會(huì)議決定由植生所負(fù)責(zé)分子遺傳學(xué)的組織聯(lián)系工作。1973年初,沈善炯著手組建生物固氮研究組,開始分子遺傳學(xué)相關(guān)課題工作。
遺傳學(xué)在近20年來(lái)突飛猛進(jìn),而被耽擱太多的沈善炯除了掌握一些基礎(chǔ)知識(shí)之外,一切都要從零開始。為此,他成天泡在圖書館里,找尋、閱讀、抄寫遺傳學(xué)文獻(xiàn),最終決定從生物固氮遺傳著手,迎頭趕上當(dāng)代的遺傳學(xué)研究。
從1974年起,生物固氮組正式開始生物固氮遺傳的研究工作。他們?cè)诙潭痰娜陜?nèi),就發(fā)現(xiàn)了新的固氮基因,證明了固氮基因在克氏肺炎桿菌染色體上呈一簇排列,否定了國(guó)外科學(xué)家認(rèn)為基因間存在“靜止區(qū)”的觀點(diǎn)。沈善炯將研究發(fā)現(xiàn)撰寫成英文論文《克氏肺炎桿菌固氮系統(tǒng)的遺傳學(xué)分析》,于1977年12月發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)》上。該論文不僅是“文革”后在我國(guó)發(fā)表的第一篇遺傳學(xué)論文,也標(biāo)志著遺傳學(xué)在中國(guó)學(xué)術(shù)界的復(fù)蘇。
1978年3月,全國(guó)科學(xué)大會(huì)在北京召開,標(biāo)志著我國(guó)終于迎來(lái)了“科學(xué)的春天”。這一年,沈善炯被正式平反,植生所分子遺傳研究室正式成立,沈善炯擔(dān)任植生所副所長(zhǎng),兼任該研究室主任。自此開始了在荒蕪已久的科學(xué)園地上的第二次耕耘——他爭(zhēng)分奪秒,想把損失掉的時(shí)間補(bǔ)回來(lái)……1980年底,沈善炯當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員。次年5月,沈善炯當(dāng)選為生物學(xué)部常委。
經(jīng)過(guò)幾年的奮起直追,沈善炯領(lǐng)導(dǎo)的分子遺傳研究室成為世界研究生物固氮的幾個(gè)中心之一。耄耋之年,沈善炯仍然堅(jiān)持去辦公室,跟大家討論工作。看到分子遺傳研究室的研究范圍不斷拓展,繼任者不斷引領(lǐng)自己開創(chuàng)的事業(yè)走向新的輝煌,沈善炯非常開心。他常常吟誦著朱自清先生的詩(shī)句,“但得夕陽(yáng)無(wú)限好,何須惆悵近黃昏”,言語(yǔ)間似乎忘了自己的年齡。(中國(guó)科協(xié)信息中心副研究員陳珂珂 轉(zhuǎn)自“科學(xué)網(wǎng)”微信公眾號(hào))