從“合成一個蛋白質(zhì)”到“合成生命”,上海繼續(xù)“領(lǐng)跑”生命科學(xué)發(fā)展-肽度TIMEDOO

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(xué)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(lián)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(lǐng)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(xué)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(jù)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(zhì)標(biāo)簽計劃等生命科學(xué)領(lǐng)域的國際大科學(xué)計劃,正在上海相繼孕育成形,未來中國有望在全球主導(dǎo)這些領(lǐng)域發(fā)展方向,“領(lǐng)跑”國際相關(guān)生命科學(xué)研究。

回首新中國70年奮斗史,上海作為我國生命科學(xué)研究重鎮(zhèn),始終積極響應(yīng)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(xué)研究“零起點”,到上世紀(jì)60年代中期“合成一個蛋白質(zhì)”,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。

從“合成一個蛋白質(zhì)”到“合成生命”,上海繼續(xù)“領(lǐng)跑”生命科學(xué)發(fā)展-肽度TIMEDOO

人工全合成結(jié)晶牛胰島素過程中,中國科學(xué)院上海生物化學(xué)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(jié)果。 (中國科學(xué)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(xué)技術(shù)發(fā)展史,人工合成牛胰島素是為數(shù)不多的諾貝爾獎級成果之一。上世紀(jì)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(chǔ)科學(xué)研究贏得世界的關(guān)注與尊重。

1958年,中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所科研人員提出要“合成一個蛋白質(zhì)”。而就在三年前的1955年,英國《自然》雜志曾預(yù)言:“合成胰島素將是遙遠的事情?!?/p>

人工合成一個“活”的蛋白質(zhì)究竟有多難?上世紀(jì)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(zhì),需要將數(shù)以萬計的氨基酸準(zhǔn)確無誤地通過200多步化學(xué)反應(yīng)合成到一起并成功結(jié)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(xué)溶劑,就足以灌滿一個標(biāo)準(zhǔn)游泳池。

經(jīng)過科研人員團結(jié)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(xué)家終于在試管中看到了結(jié)晶的閃光!

繼人工合成牛胰島素之后,上??茖W(xué)家聯(lián)合全國科研同行經(jīng)過多年努力,于1981年首次人工合成化學(xué)結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)移核糖核酸,標(biāo)志著中國在該領(lǐng)域進入世界先進行列。

進入新世紀(jì),科學(xué)家又從“生命分子的合成”向“合成生命”進發(fā)。去年,上??茖W(xué)家“合成單染色體酵母”相關(guān)論文登上英國《自然》雜志,再次取得人工生命合成領(lǐng)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(xué)技術(shù)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(xué)領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)為國家排憂解難,成了上??茖W(xué)家心頭最大的期盼。

1953年,由天然有機化學(xué)家、藥物學(xué)家和微生物學(xué)家等組成的“上海市抗生素研究工作委員會”成立。上??茖W(xué)家沖鋒在前,對當(dāng)時急需而又處于生產(chǎn)“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(xué)提取等方面協(xié)作攻關(guān)。很快,這幾種抗生素就投入了生產(chǎn),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(yù)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??蒲腥藛T研制的抗瘧藥物蒿甲醚,成為我國第一個獲得國際承認(rèn)的自主研發(fā)新藥。直到現(xiàn)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(chǎn)的全套技術(shù)向非洲轉(zhuǎn)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(jì)的上海新藥研發(fā)正逐步走向真正的原始創(chuàng)新——發(fā)現(xiàn)疾病發(fā)生發(fā)展機制,開辟新的藥物研發(fā)領(lǐng)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(xiàn)狀,還預(yù)示著我國在糖類藥物研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)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(jīng)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(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一,生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)去全年實現(xiàn)經(jīng)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(chǔ)研究往往需要幾代人的積累,它是技術(shù)創(chuàng)新的后盾,也是產(chǎn)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(xué)習(xí)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(xué)計劃,上??茖W(xué)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(shù)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(shè),未來將形成一個集非人靈長類模式動物培育、腦科學(xué)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(biāo)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(dǎo)師鼓勵年輕學(xué)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(xué)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