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继往开来 走向世界
饶子和 杨星科

在上个世纪50年代,生命科学在前人探索和积累的基础上取得了许多重要进展。贝时璋院士以其深厚的学术功底和高屋建瓴的战略眼光,及时地提出了建立中国科学院生物物理研究所的建议。1958年9月26日,国务院正式批准将北京实验生物研究所改建为中国科学院生物物理研究所。
研究所建所45年以来,在贝时璋、邹承鲁、梁栋材、杨福愉、王志新和王志珍院士和一批杰出的科学家的共同努力下,生物物理所在我国生命科学领域取得了许多重要成就。在20世纪60年代,生物物理所圆满地完成了“我国核试验对动物的远后期辐射效应的研究”的国家任务,并由此开创了我国放射生物学的研究,取得了一系列的重要科研成果。同时,在贝时璋院士的亲自指导下,生物物理所又开创开展了我国的宇宙生物学研究,从1964到1966年两年内,成功地发射了我国第一批共5枚生物探空火箭,并成功地回收了所搭载的生物样品和实验动物。贝时璋院士早在1932年就观察到细胞重建现象,在时隔40多年后的20世纪70年代,贝时璋院士带领其研究组做了大量的细胞生物学研究,形成一个完整的“细胞重建学说”,并得到进一步的发展。
邹承鲁院士,曾与人合作首先提纯了琥珀酸脱氢酶,为我国酶学和呼吸链研究奠定了基础。参加发起了人工合成胰岛素工作并负责A及B链的拆合,为胰岛素的人工合成做出了重大贡献。他所确立的蛋白质必需基因的化学修饰和活性丧失的定量关系公式,和确定必需基团数的方法已经为国际上广泛接受和采用,并被收入一些教科书和专著,公式及方法分别被称为“邹式公式”和“邹式作图法”。1979年,他关于甘油醛-3-磷酸脱氢酶活性部位的研究论文刊登在《自然》杂志上,成为我国改革开放后第一篇发表在国际最权威学术期刊上的研究论文。
梁栋材院士,20世纪60年代初测定了一批有机物晶体结构并与协作单位一起建立了我国第一个用于晶体结构分析的计算程序库。20世纪60年代末作为负责人之一主持并参加了国际领先的猪胰岛素晶体结构的测定。自1980年以来,主持胰岛素三维结构与功能研究组,该组的1.2埃分辨率胰岛素结构的精化及1.5埃分辨率去五肽胰岛素结构测定等研究成果达到国际先进水平。1993年开始组织藻类捕光蛋白三维结构与功能研究,多管藻R-藻红蛋白结构的多对同晶置换法研究并已获得1.9埃分辨率的精确结构模型,藻蓝蛋白及变藻蓝蛋白的三维结构研究也取得了重要进展。
杨福愉院士,从20世纪70年代以来,围绕生物膜膜脂-膜蛋白相互作用对线粒体膜红细胞膜、人工脂蛋白体进行研究。他对二价金属离子(如Mg2+,Ca2+)通过影响膜脂调节膜蛋白的功能工作进行了系统而深入的研究,获得了创新的成果。应用蛋白质方法对脱血红素细胞色素C的自发折叠及其跨膜转运的探索也获得了有意义的成果。他提出“克山病是一种心肌线粒体病”的观点,发展了克山病发病机理的研究。发现微量元素硒对人红细胞膜骨架有直接的稳定作用,从而为研究硒与生物膜开辟了一个新的途径。用“匀浆互补法”来预测谷子、水稻等农作物的杂种优势,得到理想的结果。
王志新院士,创造性地将统计力学应用于酶学研究,对所有非解离-聚合的别构酶模型给出了统一的理论框架,解决了20多年来用热力学方法一直没有解决的问题;系统地研究了酶的抑制、激活作用机制及动力学,为发展和完善酶活性不可逆抑制动力学的理论体系做出重要贡献,得到了国际同行的重视;提出了一个确定蛋白质与配体结合化学计量和解离常数的新方法,这一方法在理论上比传统的分光光度滴定方法更为严格,适用性更广,为发展和设计新的自动滴定仪器奠定了理论基础,首次给出了描述竞争性配体置换实验和三位点结合模型的解析表达式;解决了蛋白质二级结构预测研究中的几个重要理论问题,用严格的统计学方法给出了蛋白质折叠类型总数为650种左右的估计。
王志珍院士,在"蛋白质折叠"领域做出了系统性的创新贡献。她提出的 “PDI既是酶又是分子伴侣”的假说,已被国外其他实验室的体内外实验充分证实,得到了国际上广泛的肯定和接受。用不含二硫键且自复性低的靶蛋白,为PDI符合分子伴侣的全部条件、具有与异构酶活性相独立的固有分子伴侣活性提供直接的实验证据。利用化学修饰PDI的特殊性质,在含二硫键的生理靶蛋白折叠中确切区分了PDI的分子伴侣和异构酶二种活性,并证实二种活性共同作用对生理靶蛋白折叠的必要性。鉴定了细菌DsbA和DsbC新的分子伴侣活性,国际同行评价DsbC是细菌周质内发现的第一个分子伴侣。总结出一类巯基蛋白氧化还原酶作为折叠酶新的作用模式。鉴定到3-磷酸甘油醛脱氢酶复性早期的一个二聚化折叠中间体。证明蛋白质与分子伴侣GroEL的结合有“半位结合”和“全位结合”两种模式。
在贝时璋、梁栋材、王书荣、王志新四位所长及不同时期所党政领导和全体职工的努力下,生物物理所为我国科技事业的发展及国民经济建设做出了重要贡献。改革开放以来,生物物理所始终走在全院乃至全国科技体制改革的前列,曾经作为全国、全院多项改革的试点单位。特别是自2001年生物物理所实施知识创新工程以来,在结构性调整和运行机制转变方面进行了有益的探索。
园区建设也取得明显成效。生物物理所联合心理所拆除了两所间占地10800平方米的垃圾站,庭院面积扩大10%,初步建成了静谧优美的现代化的生命科学园区。
中国科学院生物物理研究所建所45年来,形成了自身的特色与优势:
1、有一支专业门类交叉、综合,高水平的研究队伍,具有承担生命科学综合、重大科研项目的能力,也有迅速开拓新研究领域的能力。
2、研究领域包括了当代生命科学最重要、发展最快的前沿学科领域,主持了一批国家、中科院重大重点项目,研究工作颇具特色和优势,许多研究项目处于全国领先地位,并有一定国际影响,研究论文被SCI收录数和论文被引用数长期位居全国研究机构第10位左右,且位居全国生物科学研究机构首位。在蛋白质科学领域形成了雄厚的积累和独特的优势。
3、长期以来,对科技成果转化和科技成果产业化进行了成功的探索和积累,为社会进步、经济发展和国防建设作出了重要贡献,并且孕育着现代生物技术产业的领头企业。
4、拥有包括建筑设施、先进配套的大型仪器设备系统以及覆盖全所与国际互联网相连的所内计算机局域网等的一流科技园区,为科技工作提供了良好的支撑和环境。
5、长期以来形成了良好的科学文化和改革的意识。“三严”、“三宽”已成为科技人员的自觉行为,唯实、协力、求是、创新蔚然成风。
基因组研究的突破,蛋白质科学的蓬勃发展,使之成为本世纪基础科学的带头学科和高技术产业的源泉,新近启动的国家中长期科技发展规划制定工作,将生命科学的发展放在重要的战略地位,中国科学院的知识创新工程也将生命科学和生物技术领域列为重点和优先发展领域之一,这是生物物理研究所发展的一个历史性机遇。
在新一届所班子和党委领导下,生物物理所迎来了45周年所庆。研究所将积极贯彻中国科学院知识创新工程的战略部署和新时期的办院方针,确定了学科方向,围绕蛋白质科学,重点开展结构生物学、脑与认知科学和系统生物学的研究;明确了走人才强所之路,通过在Nature和Science等顶尖杂志上刊登人才招聘广告,同时建立海外优秀人才库采取主动出击的措施广泛联系海外学者,近期取得了良好的效果,有来自美、德、英、日、俄、印度、菲律宾等国的40多名中外学者应聘生物物理所研究员岗位,经所人才推荐委员会评议,我们遴选了一批其中的佼佼者;加强现代研究所制度建设,以体制创新和创建一流队伍保障科技创新的发展道路,树立了建设国际一流研究所的长远目标,踏上了攀登生命科学高峰的新征程。力争通过十年左右的努力,将生物物理所建成为国际公认的高水平研究机构,成为国际本领域一流研究所。同时,以研究所为核心,再生出中国生物产业的领袖企业,并造就一批高水平的生物科技人才。
研究所将努力建设成为蛋白质科学国家基地。研究所将以生物大分子国家重点实验室为基础,围绕蛋白质折叠、膜蛋白、蛋白质结构与功能等重大问题开展研究,形成学术思想活跃、设备技术集成的蛋白质生产、结构基因组学、蛋白质功能、蛋白质组学、抗体生产等五个蛋白质科学平台。吸引国内外优秀学者共同参与,实现社会资源整合的可持续发展。
研究所要充分调动社会资源,积极建设国家蛋白质产业基地。在现有中生北控生物科技股份有限公司和百奥药业有限责任公司的基础上,吸引社会的战略投资者,同时争取国家的政策与资金支持,形成蛋白质产业的研究、开发、生产融为一体的国家基地,在世界同行业中占有一席之地。
充分利用研究所的优势和条件,形成高级生物科技人才的培养基地。