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揭示生命奥秘的中国女院士
 
—北京清华园探访赵玉芬女院士 文/春兰
在美丽而神秘的清华园,记者见到了敬仰已久的赵玉芬教授——中国最年轻的科学院女院士。坐在记者面前的赵玉芬教授,从外表看,象一个普通的东方女知识分了,一点儿也没有那种大科学家的威严,她很自然地谈笑着,一对闪烁着智慧的光芒,眼睛不时转向远方,举手投足之间,又透出学者式的风风火火。她已在国际、国内刊物上发表250多篇论文,其中国际权威的《科学论文索引》杂志收录120篇,她是国际科学院外籍院士(该院在国际上享有盛誉,其院士中有100多位诺贝尔奖获得者),就是她平息了科学家们的无休止的“鸡蛋”之争……而前不久,她又被特邀参加日本仙台的第十五届国际磷化学会。
“鸡”和“蛋”共同孕育了生命
世界上究竟是先有鸡,还是先有蛋?这可是一个争论了千百年而找不到答案的问题!同样,在生命的起源问题上,也有一个鸡和蛋之争,也就是先有蛋白,还是先有核酸。
在法国奥尔良举行的第11届国际生命起源大会上,中国清华大学化学系教授赵玉芬女士在大会报告中提出了“磷酰化氨基酸是核酸与蛋白的共同起源,是生命起源的种子”的新的理论体系,令与会近400位科学家耳目一新,从而结束了“核酸派”与“蛋白派”的对垒。
法国科学家科马亚斯认为,赵玉芬在世界上第一次证明了核酸与蛋白共同起源,原理阐述得非常好。瑞士科学家路易斯教授找了30年自催化分子都未找到,而被中国的赵玉芬找到了,他不得不钦佩。
国际生命起源学会主席费瑞斯见到赵玉芬就忍不住问起来:“你是不是故意找到这个分子”。国际生命科学学会执行委员拉茨卡诺·安东尼奥等权威科学家认为,赵玉芬的报告是一项“激动人心的重要成果,对生命科学的研究很有价值。
对于国外同行们花费几十年时间寻找可以自我催化、自我繁殖的生物小分子,“踏破铁鞋无觅处。”赵玉芬教授却对自己的发现归功于在实验室中偶然所得,是“得来全不费功夫”。
磷化学是古老的化学学科的一个分支,而生命起源则是生命科学的一个分支,各国科学家为了揭示生命起源的奥秘,从天文、地理、生物、化学等诸多学科开展了大量研究。然而,从磷化学角度研究生命起源,从而揭示生命化学本质,并首创生命有机磷化学这一生命科学的又一新分支的中国的赵玉芬教授,正是由于赵玉芬对磷有着透彻而独到的理解,所以,在对生命化学的研究中,她首先发现了磷起着调控中心的作用,并在80年代末,与她的合作者提出并论证“磷是生命化学调控中心”这一学说,引起了学术界的关注。
赵玉芬院士涉足生命起源领域的研究纯属偶然。早在80年代,赵就在化学实验中发现了一个文献中从未记载过的异常现象,化学性质很稳定的氨基酸,一旦和磷结合或磷酰化氨基酸,化学性质就会变得非常活泼,它可以长大,可以交换信息,可以走来走去的变换自己的位置。赵没有放过这一异常现象,赵与助手们决定以这一异常“现象为突破口,他们连续几年作了大量实验,把磷和20种不同的天然氨基酸联接起来,合成各种磷酰化氨基酸,结果发现:这些磷酰化氨基酸可以自我繁殖,自我进化,充满生命活力。它们可自身组装“肽”(蛋白质的前身),同时又可以与核苷组成“核苷酸”,从而证明,磷酰化氨基酸是蛋白质与核酸的共同起源。这一惊人的发现也就是宣示,鸡和蛋是同时产生的!
谈到当年的研究实验,赵玉芬院士说:“我们建立这个系统,认为核酸和蛋白质不能独立生存,一开始就必须二合为一的,有个共同的起源或起始点,这个共同的起始点就是磷酰化氨基酸,它可以同时生成核酸、蛋白。1994年和1996年,我们先后在国际会议上发表了这一报告,国际上认为这是一个新的系统。”因此,他们的研究被认为具有很高的理论价值,其研究结果与创新方法又对生命科学的众多领域具有借鉴和带动作用,并在生物工程、医药、保健等方面具有广阔的应用前景。
当然,要提出一种新的理论体系仅有实验是不够的,赵的合作者、中国发明协会副会长曹培生,经过分析大量实验数据,从化学模型、数学模型和动力学模型三个方面全面描述了磷和糖以及氨基酸的关系,从而揭示了磷在生命过程中能量、信息、物质传递中的主导作用,为磷化学与生命科学架起了一座“桥梁”。
母亲和导师培养了科学家
“我永远不会忘记母亲的善良和坚强”。尽管赵玉芬为自己对生命起源的发现感到自豪,但一谈起往事,这位女科学家陷入了沉思之中,记者也一同与她追忆那已远去的岁月。
赵玉芬的老家在河南淇县,1948年生于汉口,不满周岁便随父母颠簸到了台湾。年幼的赵玉芬没有无忧无虑的童年生活,父亲多病,长年躺在床上。母亲除了照顾父亲,还要做很多零活儿来维持生计。玉芬是家里的老大,下面还有5个弟妹,她从小就得帮母亲做事,忙里忙外,尝尽了贫苦的煎熬。但小玉芬非常勤奋和坚韧,她没有怨艾,考上彰化女中之后,她每天5点就要起床,骑车20分钟,再坐1个小时的火车到彰化上学,同时学习之余她还要在学校打工,但她的学习成绩一直名列前茅。高二那年,父亲病故,家里生活更为拮据,亲友们都说,把玉芬送给天主教堂吧,可以不再负担学费和生活费,但是母亲坚决不同意,母亲把她留在身边,咬紧牙供她上学。她没有辜负母亲的厚望,高中毕业考上了赫赫有名的台湾新竹清华大学化学系,大学毕业后又获得赴美深造的机会,为了自己所热爱的事业,她日有所获,可离她所爱的母亲却越来越远了。去了美国后,由于种种原因,她一直没有回过台湾,也没有机会再见她的母亲,直到母亲去世。
但她说,她永远不会忘记母亲的善良和坚强,这种善良和坚强是她人生的第一个支柱,也将伴随她走完一生。 在赵玉芬的记忆中有两位影响她一生的老师,赵告诉记者,引起她对化学产生比较浓厚的兴趣,影响她日后报考大学时对化学专业选择的是初中时教她理化课的孔祥真老师,她说孔老师讲课很风趣,这对她有很大吸引力。
而另一位导师则是当时颇为著名的磷化学的鼻祖——诺米尔兹教授,“只有我坚持了老师的事业”,赵玉芬院士望着老师的遗像,两眼含着泪花,当年和赵玉芬一起投在诺米尔兹门下的学生们,除了她,现在都已纷纷转行。“说起来你们不相信,就在老师去世的前几天,我还梦见他不停地叫我的英文名字。当时我很难过啊!”
导师诺米尔茨曾经告诫:任何一个实验中的异常现象都要抓住,要善于从异常现象中发现新课题,提出新的学术观点。赵玉芬是诺米尔兹教授的唯一中国学生。正是在诺米尔兹的影响下,赵玉芬进入磷化学的领域。此后直到1979年,她又在美国纽约大学化学系从事核酸化学研究。读博士后期间,她发现核酸醛的交联作用是通过碱基上的氨基,初步显示出她的研究才华,从而更深得导师的赞赏和器重。
赵玉芬告诉记者,诺米尔茨在赵的博士论文答辩时还强调:磷化学与生命科学有关系,但要找到其中的内在规律却很难,必须钻进去。赵玉芬正是谨记导师的教诲和领悟了导师的学术思想,以异常现象为突破口,全力以赴地投入到实验中去,与她的学生一起,用4年的时间,把20种氨基酸与磷的联接全部完成,所以,她比其他科学家更快地抵达了成功的彼岸。所以,今天,我们看来,赵玉芬的成功并不象她自己所说的是“偶然”的了,这里面是汗水和智慧的积累,是必然的!
清华和祖国成就了事业
在学术观点上,赵玉芬院士是颇为激进的,但在精神上她继承了中国传统女性的美德,她谦和,她热爱自己的祖国。
赵玉芬院士谦虚地对记者说:“我今天的成功,全靠天时、地利、人和,光靠我一个人,是不可能有这个发现的。”
那是赵玉芬在美国念完博士后,一次很偶然的机会,听到了杨振宁博士关于中国大陆的一场报告会,流着炎黄血液她萌生了很强烈的要回来报效祖国的念头。1978年赵玉芬回国考察,赵玉芬对国内搞科研享有较高的自由度非常高兴,她也看到自己祖国百废待兴,对教育,对科技、对人才的急切需求。同时,中科院化学所的老所长柳大纲也盛情相邀。1979年,赵玉芬毅然辞去了她在美国的高薪工作,回到祖国,到中科院化学所作了一名研究员,1988年调到清华大学化学系。北京的科研和生活条件远不如美国,并没有影响赵玉芬锲而不舍地探寻生命奥秘的劲头,她把不利的因素变为有利的因素,更加努力全身投入到实验中去,与她的学生一起,整整用了9年的时间,把20种氨基酸与磷的联接全部完成。1991年,她成为当时最年轻的中科院院士(学部委员),并创建了在国际学术界享有盛誉的“生命有机磷化学国家教委开放实验室”。在她的这个实验室里每年都有大量论文发表在国际权威的《科学论文索引》杂志(SCI)上,用赵玉芬的话来说,实验室中每个人的课题都不一样,每个人都有新发现,相比较而言,个别实验满足于重复国外权威已完成的实验,仅满足于填补国内空白的课题,实在令人遗憾。记者从那深邃的目光里感受到赤子的爱国热忱,看到一个科学家对学术、对科研的严格要求和不懈追求!
在短短的十几年里,她的学术成就十分骄人,从发现磷是生命的调控中心到提出磷酰化氨基酸是生命起源的种子,她的每一步创新,都推动世界磷化生命科学的巨大进步。
她说天时、地利、人和成就了她的事业,“天时是因为赶上了国内学术发展的最佳时机。地利是因为我当年回到了祖国,到了中科院,来到了清华,这都是最为可贵的学术环境;人和则最为重要因素,我继承了诺米尔兹的磷化学思想,我周围也有很多学者提出 富于启示性的观点。还有我的学生们,他们很重视在他们各自领域的任何一个新的发现,甚至还有许许多多跨学科的合作,人齐了,我们才能有所发现。”她继承了中国传统女性的美德,从不居功自傲。
这位谈笑风生的女科学家,丝毫没有满足已有成就,她早已将目光投向了下一个目标,还有很多未知的东西等着她,她有一颗平静却智慧的心。她还带了许多博士生、博士后,领导着一个课题组。她要为清华,为祖国贡献得更多。永不停止前进的奋斗理念,她有精忠报国的赤子情怀……
现在的赵玉芬,不仅是中国科学院院士,还是全国政协委员和全国青联副主席。成功和荣誉并没有使她止步不前,她也希望她所从事的基础研究能与应用开发衔接得更快、更紧,但这需要精力,需要合作,需要技术投资。当然,会工作的她,同样也懂得享受生活,工作繁忙的她并不忽视生活中的美,她说,业余时间里做得最多的就是锻炼身体,早晚去公园散步,周末去郊游,她对荷花情有独钟。她说:“荷花的种子,几千年,几万年不断地重复,开花,结实,一年年地,它的生命已经保存了几千万年,亿万年的遗传信息……”这给她很多启示。
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