1959年,在中国科学院生物化学研究所(以下简称生化所,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心前身之一)的实验室内,当晶莹透亮的重合成胰岛素结晶第一次映入眼帘时,张友尚万分激动。这也是张友尚参与的人工全合成结晶牛胰岛素研究工作离诺贝尔奖最近的一次。然而,因时代际遇,他终与这份殊荣失之交臂。
但从那个历史性的时刻开始,张友尚与胰岛素结下了不解之缘。在接下来的半个多世纪里,他将对科学的纯粹热爱化为持续探索的动力,深耕生物化学领域。他曾多次呼吁应加大对原创性研究的支持力度,并积极推动专利转化,这样中国科学家才能拿到更多的“世界冠军”。
今年,适逢中国科学院院士张友尚百岁诞辰。追溯其跨越世纪的科学人生,他的精神与故事,值得一代又一代人传承与铭记。
张友尚院士
甘当铺路石子
1925年,张友尚出生于北京的一个知识分子家庭,他的父亲是我国著名的临床医学家、现代胃肠病学奠基人、中国科学院首批学部委员(院士)张孝骞。1937年,抗日战争全面爆发,年仅12岁的张友尚随家人踏上了艰辛的南迁之路。
这段在战火中辗转求学的经历,让年少的目睹山河破碎的张友尚深切感受到国家积贫积弱的苦痛。怀着“工业救国”的抱负,加之对化学的浓厚兴趣,1943年他考入浙江大学,毅然选择攻读化工专业,而非继承父亲的医学事业。
1956年,中国科学院开始面向全国招收研究生,怀着对科学研究的执着追求,32岁的张友尚毅然决定报考,并于次年进入中国科学院生理生化研究所(1958年起该所生化大组独立,建立中国科学院生物化学研究所)蛋白质专业,师从生物化学家、中国科学院院士曹天钦,正式开启科研生涯。
进所的第二年,张友尚就参与了一项振奋人心的重大课题——“人工全合成结晶牛胰岛素”。为攻克这项课题,生化所于1958年制定了“五路进军”的战略方案,张友尚所在的研究小组承担了天然胰岛素拆合的研究任务。
在团队协作下,研究组首次成功将胰岛素拆分为A、B两条链并重组。其中,从粗产物中分离并纯化出结晶的重合成胰岛素的难题,由张友尚攻克完成。
当时,分离纯化蛋白质的方法远没有现在先进,在设备简陋、条件有限的现实约束下,他创造性地利用“酸性仲丁醇”进行萃取,并采用透析结晶的方法获得了晶莹剔透的胰岛素结晶,为胰岛素的人工合成奠定了重要基础。
天然胰岛素的重合成,不仅首次证明了人工合成胰岛素具有与天然胰岛素相同的空间结构,更揭示了一个重要的生命科学原理——蛋白质的一级结构决定其空间结构。
这是一项具有诺贝尔奖级分量的发现。但对于自己的贡献,张友尚始终保持谦逊。他以一颗“铺路石子”自喻,并表示:“在胰岛素人工合成中我能作为一颗铺路石子是十分幸运的。”
然而,尽管这项成果于1959年已经完成,但由于它关系到人工合成胰岛素的保密路线,论文推迟到1961年才公开发表。
令张友尚感到遗憾的是:“我们1961年发表的文章里没有强调这个原理,以致让安芬森专美于前。”后者因同年在核糖核酸酶研究中提出相同原理,于1972年获得诺贝尔化学奖。
“我们的实验难度其实比安芬森的更大,但我们没有把这个科学发现上升到理论高度。这是一个教训。”张友尚晚年曾总结说。虽然与这份荣誉擦肩而过,但他也坚信,只要国家给予原创性研究更大的支持,中国科学家一定能拿到诺奖,而且远不止一次。
1964年,张友尚被选派到英国剑桥分子生物学实验室(LMB)进修。学成归国后,他将国际前沿经验融入自己的研究,积极推动我国胰岛素的深入研究,先后完成了酶促方法合成结晶的胰岛素活力片段、重组人胰岛素在酵母细胞中的高表达、胰岛素的蛋白质工程、微量酶促方法合成表皮生长因子类似物等开创性研究工作。
其中,利用酶促半合成方法成功获得去六肽胰岛素(DHI)结晶的重要成果于1981年发表在《自然》上,成为新中国改革开放以来第二篇登上该刊的论文。一位国际同行曾赞称,张友尚带领团队“在陈旧的玻璃仪器中做出了世界级工作”。
在潜心基础研究的同时,张友尚也非常重视理论与实践的结合。他曾多次前往山东兖州肉联厂,指导工厂利用磷酸钙凝胶吸附的新方法生产猪胰岛素。这一新方法不仅较原有工艺更加简便,实现了“就地取材、就地生产”,还大幅节省了胰岛素药物的生产成本。
此外,张友尚也致力于为整个学科构建高水平的研究平台。20世纪80年代,在他的积极推动下,我国生命科学领域第一个国家重点实验室——分子生物学国家重点实验室正式筹建。
在筹建工作千头万绪之际,面对有限的资金和众多研究组的需求,张友尚极具前瞻性地确立了设备共用的核心原则,倡导资源开放共享,避免了重复购置。如今,这一理念仍在研究所内沿用,泽被后学。
2001年,凭借在生物化学与分子生物领域的卓越贡献,张友尚当选中国科学院院士。
纯粹之心,开阔之境
在同事们的心中,每当谈及科研中的张友尚,“纯粹”总是第一个浮现在脑海中的词汇。
在中国科学院分子细胞科学卓越创新中心退休研究员崔大敷的印象里,张友尚是一位善于思考、精于设计、更乐于动手的“行动派”学者。
“改革开放后,我们所引进了超速离心机等先进设备,张先生常常亲自上手安装、调试。就连实验用的玻璃毛细管,他也自己动手拉制,技术非常娴熟。”崔大敷回忆。
这种亲力亲为的作风,源于张友尚对科研每个环节的深度投入与热爱。即便是测试胰岛素生物活性这类需要精细操作的动物实验,他也坚持自己完成。“他不需要我们为他准备实验用的小白鼠,自己注射地又快又好。”崔大敷感慨说,“他非常享受自己动手做实验的过程。”
醉心于科研的同时,张友尚也从未将自己局限于实验室的方寸天地。他的才能与热忱,更挥洒在推动国际交往的广阔舞台。
20世纪80、90年代,国内学者向国际期刊投稿颇为不易,拥有深厚英语功底的张友尚,常会充当所内的“英语顾问”。中国科学院院士王恩多至今记得一件小事:“有一次,我要发表一篇关于‘9肽’的文章,不知道这个词用英文该如何准确表达,发邮件请教张先生,他很快就回复了。”这份相助,对于当时从俄语转向英语的科研同仁而言,无疑是雪中送炭。
与此同时,语言优势与学术修养也使张友尚成为国际学术交流中不可或缺的角色。在2008年上海国际生化大会上,83岁的他欣然接受王恩多的邀请,全程陪同诺贝尔奖获得者Sidney Altman。两位曾同在剑桥从事研究的科学家一见如故,相谈甚欢,远远超出了普通礼仪接待的范畴。
更重要的是,张友尚的国际交往始终心系国家利益。当他通过挚友、诺奖得主Edmond H. Fischer获悉有人试图借诺奖头衔到中国以不正当手段争取科研资源时,他立即通过正式渠道反映。对此,王恩多评价说:“张先生为国家考虑,以科学为重,有力维护了国家科学事业的健康发展”
除了在国际舞台为国担当,张友尚对后辈的提携同样不遗余力。
“张先生用人唯才,从不问出身。”崔大敷说,“他不仅邀请大学生方继康来管理仪器,并最终送他出国深造;就连在兖州结识的中专生徐英镐,也因实验能力出色,被他赏识并亲自带入了团队。”
永葆好奇的“老顽童”
在严谨的科学家的身份之外,回归生活的张友尚则是一位热爱生活、兴趣广泛的“探索者”。
他痴迷京剧,不仅爱听,更拉得一手好京胡;他爱好游泳,直至八十高龄仍坚持每日晨泳;他对摄影同样充满热情,从调配显影剂、定影剂到冲洗,全部亲手完成。甚至在研究所的联欢会上,这位长者也会欣然加入年轻人行列,一起哼唱流行歌曲。
即便步入晚年,张友尚仍坚持学习使用电脑,不仅能熟练处理邮件、修改文稿,还会下载京胡曲谱,用数字化方式延续艺术爱好。
“他就像个‘老顽童’,对什么都感兴趣。”张友尚的女儿张绍晖在接受《中国科学报》采访时笑着回忆。
在张绍晖看来,父亲对生活始终保有新鲜感和好奇心,与他对科学的痴迷同根同源。
2015年,胰岛素人工合成五十周年之际,90岁高龄的张友尚在病房中接受了中央电视台《大家》栏目的专访。尽管身体虚弱,但他仍坚持西装革履,将那段波澜壮阔的科学历程娓娓道来。一个多小时的讲述结束时,汗水早已浸透了他的鞋袜。
直至生命的最后阶段,科学依然是他最深的眷恋。“每当有同事前往医院探望张友尚,他问起的第一个问题始终是‘科研情况怎么样了’。”前中国科学院分子细胞科学卓越创新中心院士联络员秦正葳回忆。
2022年12月23日,张友尚与世长辞,享年97岁。他的故事告诉后辈——最伟大的科学成就,源于最纯粹的热爱与坚守;最丰盈的人生,来自永不熄灭的好奇。
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