從“合成一個蛋白質”到“合成生命”,上海繼續(xù)“領跑”生命科學發(fā)展
上海“加快向具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心進軍”科創(chuàng)成果展上展出的“國際首次人工創(chuàng)建單條染色體的真核細胞”實物模型。
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最近,中國科學院上海藥物研究所耿美玉課題組與上海綠谷制藥研究院聯合科研團隊共同揭示了阿爾茨海默病的全新發(fā)病機制。同時他們研制的抗阿爾茨海默病糖類藥物GV-971正在申報新藥批文,一旦上市將打破世界上該領域16年未曾出新藥的沉寂。
就在去年,來自上海的兩項生命科學成果——世界首批體細胞克隆猴、國際首次人工創(chuàng)建單條染色體真核細胞,占據了2018年度中國十大科技進展的榜首。與此同時,人類表型組計劃、蛋白質標簽計劃等生命科學領域的國際大科學計劃,正在上海相繼孕育成形,未來中國有望在全球主導這些領域發(fā)展方向,“領跑”國際相關生命科學研究。
回首新中國70年奮斗史,上海作為我國生命科學研究重鎮(zhèn),始終積極響應國家重大需求,站在世界前沿,發(fā)出中國聲音。從解放初期的科學研究“零起點”,到上世紀60年代中期“合成一個蛋白質”,再到如今“合成生命”,這種敢為人先、勇攀高峰的首創(chuàng)精神,一直在上海這方創(chuàng)新熱土上涌動、流淌。
人工全合成結晶牛胰島素過程中,中國科學院上海生物化學研究所龔岳亭(左)、蔣榮慶(右)觀察人工合成B鏈和天然A鏈的重組結果。 (中國科學院上海生化與細胞研究所供圖)
勇氣:敢為人先,挑戰(zhàn)世界難題
翻開新中國70年科學技術發(fā)展史,人工合成牛胰島素是為數不多的諾貝爾獎級成果之一。上世紀60年代,它的誕生如同“兩彈一星”之于國防科技,為新中國基礎科學研究贏得世界的關注與尊重。
1958年,中國科學院上海生物化學研究所科研人員提出要“合成一個蛋白質”。而就在三年前的1955年,英國《自然》雜志曾預言:“合成胰島素將是遙遠的事情。”
人工合成一個“活”的蛋白質究竟有多難?上世紀50年代,我國唯一合成過的簡單氨基酸只有谷氨酸鈉,即味精。合成一個蛋白質,需要將數以萬計的氨基酸準確無誤地通過200多步化學反應合成到一起并成功結晶,最終還要確保它具有生物活性。有人估測,僅是合成所用的化學溶劑,就足以灌滿一個標準游泳池。
經過科研人員團結協(xié)作、努力奮戰(zhàn),合成胰島素工作“一步一個腳印”向前推進。1965年9月17日清晨,科學家終于在試管中看到了結晶的閃光!
繼人工合成牛胰島素之后,上??茖W家聯合全國科研同行經過多年努力,于1981年首次人工合成化學結構與天然分子完全相同的、具有生物活性的核酸大分子——由76個核苷酸組成的整分子酵母丙氨酸轉移核糖核酸,標志著中國在該領域進入世界先進行列。
進入新世紀,科學家又從“生命分子的合成”向“合成生命”進發(fā)。去年,上海科學家“合成單染色體酵母”相關論文登上英國《自然》雜志,再次取得人工生命合成領域的重大突破。
銳氣:沖鋒在前,急國家所急
新中國成立之初,百廢待興,處處都需要科學技術的救急解難。在那個疫病橫行、缺醫(yī)少藥的年代,利用自身在生命科學領域的研究基礎為國家排憂解難,成了上??茖W家心頭最大的期盼。
1953年,由天然有機化學家、藥物學家和微生物學家等組成的“上海市抗生素研究工作委員會”成立。上??茖W家沖鋒在前,對當時急需而又處于生產“空白”的青霉素、鏈霉素、金霉素等抗生素,會同工業(yè)部門,從菌種篩選、發(fā)酵工藝、化學提取等方面協(xié)作攻關。很快,這幾種抗生素就投入了生產,為我國抗生素工業(yè)的建立作出了巨大貢獻。
新中國成立初期,我國人均預期壽命僅35歲,1957年提高到57歲,抗生素工業(yè)的迅速建立無疑在其中起到了舉足輕重的作用。
圍繞國家人口健康的重大需求,上海在新藥研發(fā)上不斷創(chuàng)新,以“做老百姓吃得起的好藥”為己任。1987年,由上海科研人員研制的抗瘧藥物蒿甲醚,成為我國第一個獲得國際承認的自主研發(fā)新藥。直到現在,青蒿素研究的“接力棒”仍在傳遞。中科院上海藥物所正著手將青蒿素從種植到藥物生產的全套技術向非洲轉移,讓抗瘧藥物更接近需要它的人們。
從新中國成立初期以仿制藥物為主,到此后一個階段的模仿創(chuàng)新,進入新世紀的上海新藥研發(fā)正逐步走向真正的原始創(chuàng)新——發(fā)現疾病發(fā)生發(fā)展機制,開辟新的藥物研發(fā)領域和研發(fā)模式。大約20年前,中科院上海藥物所耿美玉團隊開始了抗阿爾茨海默病藥物GV-971的研發(fā)歷程,如今,這一即將走向終點的上海原創(chuàng)新藥不僅有望改寫老年癡呆患者無藥可治的現狀,還預示著我國在糖類藥物研發(fā)的關鍵技術體系和研發(fā)模式上走到了世界前列,有望走出一條中國新藥創(chuàng)制的“糖之路”。
位于浦東的張江藥谷,經過20余年發(fā)展,已發(fā)展起可覆蓋新藥研發(fā)各環(huán)節(jié)的新藥研發(fā)平臺。作為上海戰(zhàn)略性新興產業(yè)的關鍵領域之一,生物醫(yī)藥產業(yè)去全年實現經濟總量3433.88億元,增長4.49%,其中制造業(yè)增速高達9.8%。
朝氣:潛心原創(chuàng),從點上突破到系統(tǒng)研究
基礎研究往往需要幾代人的積累,它是技術創(chuàng)新的后盾,也是產業(yè)發(fā)展的基石。
回首70年不懈奮斗,從世界上第一只“沒有外祖父的癩蛤蟆”,到世界上首批體細胞克隆猴的誕生;從獼猴學習記憶研究,到腦與類腦智能的發(fā)展;從參與國際人類基因組計劃,到發(fā)起人類表型組國際大科學計劃,上??茖W家對于“世界第一”的追求,逐步從點上突破,走向建立獨樹一幟的系統(tǒng)性研究。
2018年初,世界首批體細胞克隆猴“中中”“華華”誕生。僅過了一年,依托體細胞克隆技術培育出的晝夜節(jié)律紊亂疾病模型猴就已問世。與此同時,位于松江區(qū)的G60腦智科創(chuàng)基地也已啟動建設,未來將形成一個集非人靈長類模式動物培育、腦科學與腦疾病研究、類腦智能研究等于一體的世界級研究中心,成為全球生物醫(yī)藥“靈長類時代”的標桿。
原創(chuàng)!原創(chuàng)!還是原創(chuàng)!在上??萍吉剟钤u選中,幾乎每年都可以看到“十年磨一劍”甚至“二十年磨一劍”的項目;在上海的高校和科研院所中,越來越多的導師鼓勵年輕學子放下對前途的顧慮,挑戰(zhàn)世界級難題,在原始創(chuàng)新上發(fā)力。同時,科技政策也正在向給予原創(chuàng)性科研長期穩(wěn)定支持的方向努力。
展望未來,我們有理由相信,在邁向具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心的新征程上,上海生命科學將為提升上海創(chuàng)新策源能力,貢獻更多原創(chuàng)動力。
來源:文匯報


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