赵玉芬:寻找生命的起点

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中国科学院院士赵玉芬。(资料图片)

赵玉芬(左三)与北京理工大学生命学院师生合影。(资料图片)

赵玉芬在作报告。(资料图片)

赵玉芬,河南淇县人,郑州大学双聘院士。1975~1979年在美国纽约州立大学石溪分校攻读博士学位,师从世界著名化学家、磷化学鼻祖——F.诺米尔兹教授,1979年毅然回到国内,在中国科学院化学研究所工作。1986年获中国科学院科技进步二等奖。1988年调任清华大学化学系教授。1991年成为当时最年轻的中国科学院院士(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”。1993年获中国青年科学家奖。1994年任清华大学生命科学与工程研究院副院长。1995年当选国际科学院院士。

赵玉芬是我国生命科学界的权威之一,创建了“磷酰化氨基酸是蛋白质和核酸的共同起源”这一新的理论体系,这一解释生命起源的新成果已经被世界生命化学界广为引用,推动了世界磷化学和生命化学的进步。

2019年8月15~17日,在第一届中国多肽产业论坛暨中国生化制药工业协会多肽分会成立大会上,赵玉芬作了“磷试剂在合成肽上的应用”的报告。赵玉芬向参会代表介绍了传统多肽合成方法、肽合成中含磷缩合剂的应用、偶联试剂的研究进展、磷缩合剂的优势以及在多肽合成过程中磷所扮演的重要角色。

赵玉芬从多个方面与视角,深入浅出地向大家讲解了磷缩合剂在多肽合成中的作用。回顾赵玉芬的报告和科研经历,处处都彰显着这位传奇院士的不平凡。

回家之路

她,长于台湾,学于美国,是第一批回祖国大陆的台湾学者;她发现磷酰化氨基酸是生命起源的种子,平息了是“鸡生蛋”还是“蛋生鸡”的争论;她是当时最年轻的中国科学院院士。
她一直在前行,从中国台湾到美国纽约再到中国大陆,始终在追寻回家的路;她一直在探寻,在化学领域耕耘四十年,始终在探寻生命的起源。她常常笑着说:“只要你感兴趣,肯坚持,就没有困难。”她就是赵玉芬。

1948年,不满周岁的赵玉芬随父母到了台湾彰化。后来,在台湾彰化女中读书的赵玉芬,遇到了化学老师孔祥真。赵玉芬说:“老师把理化知识讲解得很有意思,很风趣,我们上课也不枯燥,做的实验也很神奇。所以我从初中起就对化学产生了兴趣。”

1971年,23岁的赵玉芬完成了大学学业,并以优异的成绩拿到了美国纽约州立大学石溪分校的入学通知书,还拿到了高额的奖学金。

刚到美国的赵玉芬,恰逢美籍华人杨振宁教授到石溪分校发表演讲,杨振宁说:“中国科学的春天就要来临了,祖国需要大批的科研人才。”这是赵玉芬第一次真切地听到祖国大陆的消息。第二年,一个中国科学家代表团访问美国。赵玉芬作为留学生代表向代表团团长、中国生命科学界元老贝时璋教授献花,和大陆同胞的第一次近距离接触,让祖国这个陌生但又让赵玉芬魂牵梦绕的地方不再遥远。

河南是我生命的根

河南淇县,是拥有灿烂青铜文明的商朝国都,也是赵玉芬的祖籍地。

1978年,赵玉芬从美国一位亲戚那里得知了淇县老家的地址。经过多方联系,1978年夏天,赵玉芬回到了魂牵梦绕的故乡。她说:“我要回老家,我要去寻根,我要替父母实现他们二十多年一直未了的心愿。”

走在那条母亲常常提起的淇河边,赵玉芬看到了清清的流水和岸边密密的杨树林。在大陆一个月的时间,赵玉芬探望了九十多岁的外公,看他当场挥毫泼墨,写下了“为人民服务思想好,外孙女如今回家乡”这句话。她去了河南殷墟甲骨文遗址,直观而又深切地感受到了中华文化五千年绵延不绝的吸引力。她也调研了北京大学、南开大学等几所大学以及中国科学院的化学研究所,发现自己在美国做实验的主要设备那里都有。

回家,回家,回家!当时已完成博士后研究,在生命有机磷化学研究领域崭露头角的赵玉芬做出了决定:回大陆工作,为自己的同胞尽一份力!她的导师、世界著名核酸化学家夏皮洛教授说:“你的决定很勇敢,但你回去是我们美国人的损失。”

赵玉芬说:“河南是我生命的根,台湾是我发芽的地方,美国是我启蒙的地方,中国是我的事业长成大树的地方。”

“先有鸡还是先有蛋”

回到大陆的赵玉芬,选择了对磷元素继续研究。一个偶然的机会,她将磷与氨基酸连接起来,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,一旦和磷结合成磷酰化氨基酸,就会变得非常活泼。

蛋白质和核酸是生命的存在形式,其中蛋白质是执行功能分子,核酸是遗传信息分子。与“先有鸡还是先有蛋”的争论一样,在生命的起源问题上,也有一个先后之争。是先有蛋白质,还是先有核酸?这就是在科学界存在已久的“鸡、蛋之争”。

赵玉芬的导师拉米尔兹教授曾告诉她:“当某一个化学反应没有出现预测的结果时,不要认为这是失败,请注意观察,实际上出现的究竟是什么。这个不符合你预测的结果,很可能是一个创新。”赵玉芬抓住了这个异常现象,在十年内与她的学生们,把20种氨基酸和磷的合成实验全做了。她首次从磷化学的角度破解了生命的奥秘,提出磷酰化氨基酸是生命进化的最小系统。这一惊人的发现,平息了“鸡、蛋之争”,证明了“鸡”和“蛋”是同时产生的。

1990年,在法国奥尔良举行的第11届国际生命起源大会上,赵玉芬以大量的实验结果和严密的理论论证,提出了“磷酰化氨基酸是核酸与蛋白质的共同起源,是生命起源的种子”的理论体系,令与会的包括诺贝尔奖得主在内的近400位科学家耳目一新。这一解释生命起源的新成果已经被世界生命化学界广为引用,推动了世界磷化学和生命化学的进步,并打开了药物开发的新思路。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这是激动人心的重要成果,对生命科学的研究很有价值。

生命从哪里来

赵玉芬的研究方向是研究生命科学和药物化学,她的人生经历也和她研究的生命科学相呼应,中国大陆—中国台湾—美国纽约—中国大陆,走了一圈又回到了生命的起点。

1991年,43岁的赵玉芬成为当时中国科学院最年轻的院士,1993年获第一届“中国杰出青年化学家奖”。1995年当选为俄罗斯国际科学院外籍院士。2017年获卢嘉锡化学奖。2018年11月,赵玉芬被中国空间技术研究院聘为太空探索实验科学委员会共同主席及天体化学、天体生物与生物工程分委会主席,牵头组织多个重要单位,积极推动太空探索实验国际大科学计划,提升中国航天的国际影响力。

赵玉芬说:“我们研究的是生命从无到有的过程,这个跨度很大,地球到今天的寿命有45亿年了。研究生命的起源,不是一个学生就能够做完的,而是需要几代学生去研究。这一代学生研究一点,我们前进了一步,下一代学生再接着研究,再前进一步。有些问题是一代人解决不完的,只能一代代传承下来,保持着兴趣坚持下来,这样人类才能进步,科学家要有这种精神。”
人类对自己从哪里来,有着永恒的好奇心,而正是这种好奇心激发着人类不断前行。

(赵德汉)

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