攀登“国家自然科学”一等奖
1964年8月24日毛主席与几位科学家谈话时曾说到:“关于生命起源要研究一下”。于是以毛主席8月24日谈话日命名的“824课题组”由中科院的上海生化所、上海有机所等六单位于1968年在华东分院正式成立。
同年有机所824课题组也组成,全称《人工合成核酸课题组》,合成对象是酵母丙氨酸转移核糖核酸(Yeast alanine transfer RNA简写 tRNAala)。有机所参加此组前后约三十多人,绝大多数是研究实习员和见习员,他们除了大学读过邢其毅主编的"有机化学"提到核酸是杂环外,究竟核酸是个什么东西,对这些小青年简直是一头雾水。
临时抱佛脚,在汪猷所长带领下,先扫核酸盲,请了几个老先生从各图书馆中收集核酸有关资料和进展并译成中文,可惜文革中外文图书采购受到限制,最后用刻腊纸、油印、装订成冊,发到人手一份。随着资料的不断累积,俨然成了一本有二百多页的“书”,被大家誉为“天书”,从而敲开了核酸神奇的门。
文革期间与国际间交流几乎中断,自力更生成为必选之路。只好土法上马,没有硅胶板、没有电泳槽、没有薄膜蒸发仪、没有自动收集仪就按图设计请金工玻璃车间师傅加工,加班加点是常态,日夜两班倒不稀奇。硅胶分离柱流速太慢,就把洗涤液搬到当时一号楼最高六楼顶以压力差增加流速,全组唯一检测仪是一台手动紫外检测仪,真是艰苦奋斗、白手起家,解决了前进道路上的一个个难关。发现了新的保护基,摸索出单晶结晶条件,简化了合成路线。用化学途径合成了六个寡聚核苷酸片段(共包含二十五个单核苷酸),也是当时国际上化学合成的最长的带稀有碱基的寡聚核苷酸片段。前后发表了30多篇论文和知识介绍,结合理论的研究,还开发了核酸类的抗癌药物5-FDU。
酵母丙氨酸转移核糖核酸是由11种共76个核苷酸连接折叠成三叶草形,这11种核苷酸,常见有4种、稀有有7种,后者虽稀有,自然界微乎其微却存在。这7种稀有核苷酸有9个,几乎占该核酸分子的12%。它的存在决定核酸的高级结构,但它的合成有一定难度。文革期间从国外进口的渠道断了,得另设攻关组拿下这稀有7种核苷酸。
二级结构三叶草形
当时国际上活跃的日本、加拿大科学家也在合成核酸,1979年8月日本第99次药学年会上大阪大学池原教授等发表了一个报告。据称已人工合成了转移核糖核酸。他们为了在世界上抢头功,他们的合成物避开了得不到 二级结构三叶草形
的稀有核苷酸,全部用类似的常用核苷酸代替,其活性非常低。就像一架纸折飞机用手一甩也能飞起来,只能算合成了核糖核酸的类似物。
1979年从各所抽调六人成立总装测活会战组,学部委员王应睐、汪猷亲临指导,我所的是陈海宝研实员参加,1981年11月20日我国最后完成了全合成,其组成、系列、生物功能与天然的完全相同,正是这修饰核苷酸的存在其活性大大高于国外不含修饰的核酸分子。我们的全合成是用放射性同位素氚标记,用闪烁计数器观察,合成产率约60%,经五次重复合成试验,均获得成功。它具有活力,体现了与天然核酸一样的生命力。在蛋白质合成中,它专门转运二十种氨基酸到核糖体上,具有原始的自然活力。
1982年1月13日 我国人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸(tRNAala)正式向全世界公布。前后历时十三年,从现在突飞猛进的科技发展来看,基因编辑、新药研制已简便多了,当时是没条件也要上的精神正是两弹一星精神之所在。相信我们的接班人,定在前人的肩膀上把中国的科学研究进入创新型国家前列。2035年会把我国生物科研进入科技强国。
酵母丙氨酸转移核糖核酸的全合成是我国科技工作者取得令世界瞩目的又一个科技成果。这一成果是敢于创新、科研大协作的产物,先后有180多人参加。1984年获得中科院科技成果一等奖,1987年获得国家自然科学一等奖,1991年获得陈嘉庚生命科学奖。