——記中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員、博導(dǎo)徐建興
文/ 陳 杰 賈曉青
馬克思說(shuō):在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)。這句話(huà)在中科院生物物理研究所徐建興教授身上體現(xiàn)得淋漓盡致。
徐建興教授花費(fèi)畢生的精力,專(zhuān)注于呼吸鏈酶系結(jié)構(gòu)與功能研究,孜孜不倦地求索,在線(xiàn)粒體基礎(chǔ)研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用的結(jié)合上打開(kāi)了一扇門(mén),引入了新思想,取得了具有開(kāi)拓性的研究成果。他以實(shí)際行動(dòng)譜寫(xiě)了一曲科技創(chuàng)新的贊歌。
矢志不移 潛心科研
徐建興教授數(shù)十年如一日,在他熱愛(ài)的學(xué)科領(lǐng)域,進(jìn)行了長(zhǎng)期不懈的辛勤探索,他淡泊名利,甘于寂寞,用堅(jiān)韌和執(zhí)著堅(jiān)守著屬于他自己的科研陣地,用超常的付出締造著中國(guó)科學(xué)界的奇跡。
徐教授1958年考入中國(guó)科大生物物理系,1963年畢業(yè)后分配到中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所開(kāi)始從事酶分子生物學(xué)研究。1964-1965年在上海生物化學(xué)研究所進(jìn)修,在鄒承魯院士指導(dǎo)下研究細(xì)胞色素C氧化酶CO抑制光解動(dòng)力學(xué)。1979年作為改革開(kāi)放首批出國(guó)學(xué)者先后兩次赴美留學(xué),回國(guó)后相繼開(kāi)展了琥珀酸細(xì)胞色素C還原酶中細(xì)胞色素b的三項(xiàng)還原動(dòng)力學(xué)、泛醌反應(yīng)抑制劑的合成與篩選、呼吸鏈酶系的啦曼光譜研究、細(xì)胞色素C抗氧毒性功能研究,呼吸鏈酶的純化與晶體培養(yǎng)等課題。
1987年徐建興再度赴美國(guó)留學(xué)期間,他針對(duì)當(dāng)時(shí)爭(zhēng)論了多年的關(guān)于Mitchell 化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)(1978獲得諾貝爾獎(jiǎng))與實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)之間存在偏差的問(wèn)題分析了呼吸鏈研究的歷史資料,他發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)界似乎忽略了一個(gè)重要的問(wèn)題,那就是從生物物理學(xué)的角度判斷線(xiàn)粒體作為分子熱機(jī)也應(yīng)該做“無(wú)用功”。Mitchell理論只闡述了線(xiàn)粒體如何制造ATP(相當(dāng)于熱機(jī)做“有用功”)的問(wèn)題,而忽略了線(xiàn)粒體會(huì)不會(huì)和怎樣喪失制造ATP能力(相當(dāng)于熱機(jī)做“無(wú)用功”)的問(wèn)題。反復(fù)思考之后徐建興腦海里產(chǎn)生了論證這一尚無(wú)人過(guò)問(wèn)的理論問(wèn)題的思路,于是他決定拒絕綠卡的誘惑回國(guó)自行開(kāi)展這一課題研究。
徐建興教授回國(guó)后,將自己的想法向鄒承魯院士做了匯報(bào)。鄒院士給予了很大的支持,鼓勵(lì)他自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)自己做研究,自己申請(qǐng)資金,自己開(kāi)展工作,并為他使用實(shí)驗(yàn)儀器大開(kāi)綠燈,成為徐建興教授能堅(jiān)持下來(lái)并完成此項(xiàng)研究的堅(jiān)強(qiáng)后盾。
徐建興教授的研究遇到的最大困難是申請(qǐng)科研資金難,因?yàn)檫x擇了超前思維的課題很難被評(píng)審專(zhuān)家理解。所以很長(zhǎng)時(shí)間他是通過(guò)與臨床醫(yī)生合作使用別人的基金為別人帶學(xué)生的方式進(jìn)行的。在科研基金赤字的情況下,他依然堅(jiān)持不懈。他經(jīng)過(guò)了十幾年的堅(jiān)持和努力,設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)論證手段,最終以極具說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成了其獨(dú)創(chuàng)理論的論證,撰寫(xiě)并發(fā)表了多篇具有原創(chuàng)性思維的科學(xué)論文。
苦心孤詣 碩果累累
功夫不負(fù)有心人。徐建興教授用心血和智慧培育出三項(xiàng)重大成果。
第一項(xiàng)是呼吸鏈酶的結(jié)構(gòu)研究成果:他與清華大學(xué)饒子和教授合作完成了豬心呼吸鏈復(fù)合物II晶體結(jié)構(gòu)2.4埃的解析,論文發(fā)表在2005年Cell上。該成果是繼日本科學(xué)家完成牛心呼吸鏈復(fù)合物IV結(jié)構(gòu)解析和美國(guó)科學(xué)家完成牛心呼吸鏈復(fù)合物III結(jié)構(gòu)解析之后呼吸鏈酶系晶體結(jié)構(gòu)研究的又一重大成果,標(biāo)致了我國(guó)在國(guó)際生物能力學(xué)和膜蛋白晶體學(xué)領(lǐng)域占有一席之地。
第二項(xiàng)是呼吸鏈功能的研究成果:在國(guó)際生物能學(xué)力家普遍關(guān)注呼吸鏈如何傳遞電子制造能量分子ATP的功能時(shí),徐建興思考了呼吸鏈如何受損傷失去制造ATP能力的問(wèn)題并提出了呼吸鏈電子漏旁路假說(shuō)。在論證假說(shuō)的研究中證明了細(xì)胞色素C具有清除線(xiàn)粒體中O2-。和H2O2的抗氧毒性新功能,發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞色素C通過(guò)兩條呼吸鏈電子漏旁路對(duì)線(xiàn)粒體中O2-。和H2O2的水平進(jìn)行調(diào)控的原理,提出了線(xiàn)粒體自由基代謝的概念和自由基代謝失調(diào)導(dǎo)致病理狀態(tài)的理論。該理論不僅把Mitchell理論與實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)之間存在偏差的來(lái)源解釋清除了,更重要的是它揭示出呼吸鏈電子漏生成的氧毒性分子O2-。和H2O2是損傷呼吸鏈和線(xiàn)粒體的元兇,這為探討衰老、神經(jīng)退行性疾病、運(yùn)動(dòng)疲勞、缺血再灌流損傷等與氧毒性有關(guān)的重大醫(yī)學(xué)問(wèn)題提供了新思路。最近他以呼吸鏈傳遞電子制造ATP為“陽(yáng)”,以呼吸鏈漏電產(chǎn)生氧自由基為“陰”,對(duì)中醫(yī)陰陽(yáng)五行理論的分子生物學(xué)基礎(chǔ)提出了科學(xué)的解釋?zhuān)瑸橹形麽t(yī)的互相理解和認(rèn)同提出了依據(jù)。從維護(hù)保養(yǎng)呼吸鏈功能的角度他申報(bào)了克服輔酶Q副作用這一瓶頸問(wèn)題的發(fā)明專(zhuān)利。
他的第三項(xiàng)研究成果與呼吸鏈無(wú)關(guān)。徐建興教授針對(duì)國(guó)際創(chuàng)傷醫(yī)學(xué)領(lǐng)域使用生長(zhǎng)因子治療頑固難愈合潰瘍臨床研究所面臨的種種困境,提出了“天然愈傷分子組合”的概念,并在這一概念指導(dǎo)下挖掘中藥發(fā)明了治療糖尿病爛腳、褥瘡、口腔潰瘍等頑癥的特效治療手段,從中醫(yī)特色醫(yī)療的角度促進(jìn)了了國(guó)際愈傷醫(yī)學(xué)界面臨難題的解決。
徐教授的線(xiàn)粒體自由基代謝和自由基代謝失調(diào)導(dǎo)致病理狀態(tài)的理論得到了國(guó)際科學(xué)家同行很高的評(píng)價(jià)。
意大利著名線(xiàn)粒體學(xué)者 Giorgio Lanaz說(shuō):徐教授和他同事的工作是在國(guó)際高水平上對(duì)線(xiàn)粒體中氧自由基的產(chǎn)生和清除問(wèn)題以及對(duì)細(xì)胞凋亡和相應(yīng)的病理因果關(guān)系做出了重要貢獻(xiàn)。
徐建興教授在生物科研領(lǐng)域取得的巨大成功,得到了國(guó)家和社會(huì)的廣泛贊譽(yù)。2008年 11月,他在天津召開(kāi)的國(guó)際線(xiàn)粒體學(xué)術(shù)大會(huì)上獲得了亞洲線(xiàn)粒體學(xué)會(huì)(ASMRM)頒發(fā)的線(xiàn)粒體研究特殊貢獻(xiàn)獎(jiǎng);2009年英國(guó)劍橋國(guó)際傳記中心授予徐教授國(guó)際愛(ài)恩斯坦科學(xué)成就獎(jiǎng);2009年美國(guó)傳記研究所授予徐教授中華人民共和國(guó)金獎(jiǎng)。
徐教授三項(xiàng)成果中的后兩項(xiàng)具有很高的使用價(jià)值,而且是世界首創(chuàng)。線(xiàn)粒體自由基代謝理論為設(shè)計(jì)延緩衰老、預(yù)防老年退行性疾病、增進(jìn)人類(lèi)健康的措施提供了理論依據(jù)和新的研究思路。愈傷醫(yī)學(xué)的研究成果為解除老人免受褥瘡、糖尿病并發(fā)肢端潰爛和頑固口腔潰瘍等老年常見(jiàn)病的困擾提供了特效的治療手段。
現(xiàn)在,年已古稀的徐建興教授最大的心愿就是把他的這兩項(xiàng)研究成果轉(zhuǎn)化為造福人類(lèi)的生產(chǎn)成果和社會(huì)效益,為此他堅(jiān)持不懈地努力著。
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