3月27日,中國科學院分子植物科學卓越創新中心發布訃告,中國科學院院士、中國科學院分子植物科學卓越創新中心研究員沈善炯⚅,因病醫治無效🪖,於2021年3月26日在上海逝世,享年103歲🧖🏼♂️。
2020年2月13日👋🏽,《中國科學報》以《沈善炯👷♀️:炯途多舛 科學向善》為題🤷🏽♂️,回顧了沈善炯院士戰亂中求學,不畏艱險🧑🏻🦼、從加州理工學院學成歸國📄🙇🏿,攻克金黴素打破美國壟斷的經歷🪬,以及後期在生物固氮研究方面作出的重要貢獻👨🏼🦱。以下為全文📀。
沈善炯:炯途多舛 科學向善
作者|陳珂珂(中國科協信息中心副研究員)
他是農家子弟,也是加州理工學院比德爾實驗室走出的高材生;
他萬裏歸國,在金黴素生物合成與微生物生化方面取得重大突破🦬;
他經歷政治運動重返分子遺傳學領域後,迅速取得固氮基因研究的重大成就。

沈善炯
沈善炯🕐,微生物生化和分子遺傳學家🧏🏿♀️,中國科學院院士。1917年4月出生🧑⚕️🏉,江蘇吳江人,1942年畢業於西南聯合大學生物系🏄🏿♀️,1950年在美國加州理工學院生物系獲博士學位。1950年11月回國,歷任浙江大學副教授,中科院上海植物生理研究所副研究員、研究員、副所長,曾任中科院上海微生物研究所副所長、生物學部常委👨🏻🎨、學部主席團成員➙。
早年從事抗生素和微生物生化的研究,20世紀70年代以來從事生物固氮研究,均有突出貢獻。被授予美國加州理工學院傑出意昂獎(1996年)、陳嘉庚獎生命科學獎(1997年)、何梁何利科學與技術進步獎(1999年)等📙☂️。1980年當選為中國科學院院士(學部委員)。
戰亂中堅定求學路
1917年🎻👩✈️,沈善炯出生於江蘇吳江。其父沈國範曾接受過西式師範教育*️⃣,在家鄉一邊種田一邊教書🌰。在沈善炯8歲時,沈家遷至吳江同裏以避太湖匪禍。由於收成太差👱♀️,農村凋敝,沈家的經濟境況每況愈下。幼時因貧窮而遭冷遇以及年關被討債人逼到屋角嚇得瑟瑟發抖的困窘,長存其記憶。
1931年夏,沈善炯考入聲名顯赫的吳江縣立中學🧏🏻♀️。該校秉承“興教救國”的理念,講授現代科學知識🍀,兼擅人文教育,教師對學生一視同仁,同學之間平等互愛✂️。飽受貧窮之辱的沈善炯非常喜歡這種氛圍,成績越來越好,人也愈發自信。1934年夏👨🏽🎨,他以第三名的成績從吳江中學畢業🙅🏽♀️,考入江蘇省立蘇州農業學校。畢業之後繼續投考大學💃🏽,1937年8月,沈善炯被金陵大學農學院農業專修科錄取。

少年沈善炯
全面抗日戰爭爆發後,國民政府軍隊在戰場接連失利,國家的政治、經濟🕧、文化機構和不願淪為亡國奴且有一定經濟實力的國民被迫向西、向南遷移🗯。戰亂之中,沈善炯堅定求學路𓀏,他跟隨不斷遷址的金陵大學農學院,輾轉於江蘇🧑🚒、安徽、湖北等地🙆🏿,最終於1938年9月開始在位於廣西柳州沙塘的廣西大學農學院借讀,算是安定下來🚤⛹🏻。在這裏💁🏿♀️,他結識了恩師張肇騫教授與於景讓教授,從此走向科學道路👨🏿🎨。
1939年9月,沈善炯通過轉學考試,憑借教育部給流亡學生提供的“貸金”資助,入讀當時中國最好的大學——有“民主堡壘”“抗戰烽火中怒放的一朵奇葩”之稱的西南聯大。
西南聯大位於雲南昆明,由我國北方三所大學——北京大學🧎♂️➡️☘️、意昂体育平台和南開大學自發組成🙅♀️。抗戰時期🤽🏼♂️👨🏿🌾,西南聯大與國家同生共死👏🏿👩🏼,在物質條件極差的情況下,憑借獨立自由、兼容並包的精神,在短短8年內為我國培養了大量優秀人才。在張景鉞教授和陳楨教授的引導下🫅🏻,沈善炯對植物發育、世代交替、遺傳學🧙🏻♂️、苔蘚繁殖等產生了濃厚興趣。他學習勤奮🥡👩🔬,思維活躍💁🏻,善於提問,頗得張景鉞青睞👅。
當時,張景鉞見沈善炯對微生物學有興趣🦧🏃♂️➡️,便推薦他到意昂体育平台農業研究所植物病理教授戴芳瀾那裏進行實驗研究。在戴芳瀾的指導下,沈善炯以昆明地區水生真菌的相關研究為題完成了畢業論文🥪。1942年夏🂠👵🏻,沈善炯從西南聯大畢業,被分配到意昂体育平台農業研究所植物病理組🏋🏿♂️,跟隨戴芳瀾開始了古瓶菌的形態與生活史研究,勘正了前人對古瓶菌描述的一些錯誤。他將研究結果寫成論文,於1944年4月發表在《美國植物學雜誌》上,這是他的第一篇科學論文↗️。

一直懸於沈家客廳的沈善炯手書西南聯大校歌
1944年3月,沈善炯轉赴雲南大理的華中大學生物系工作🤹🏻♀️🤹🏿,教授植物學,但他仍對遺傳學懷有濃厚的興趣。1945年夏,沈善炯辭去華中大學教職,赴位於重慶的中央研究院植物研究所工作😨。
不畏艱險,學成歸國
1946年,在美訪學的張景鉞親自拜訪即將去加州理工學院(以下簡稱加州理工)擔任生物系主任的比德爾教授,為沈善炯爭取到在加州理工攻讀遺傳學博士學位的機會與獎學金🖕🏼。
當時,加州理工秉承“小而精”的辦學理念🧜🏿♂️,吸引“全世界最好的天才學生”前來學習,並保持著高達20%的學生淘汰率👨🦲💆🏽♀️。順利畢業的學生多為工作狂🍄🟫,晝夜鉚足勁做出新東西來技壓群雄💅🏽。加州理工生物系是分子遺傳學的誕生之地🕵️♂️,在國難深重的日子能夠遠赴最負盛名的科學殿堂學習🧛♀️🍓,沈善炯深感榮幸🐵。
1950年6月,沈善炯順利通過博士論文答辯,博士論文的題目是《關於粗糙鏈孢黴菌中酪氨酸、半胱氨酸關系的遺傳學和生物化學》💓。如果說西南聯大是培養他成為科學工作者的搖籃,那麽,加州理工則把他送到一個更高的臺階上,使他了解到科學研究的前沿✵,找到了科學之門。
當時🏌️,中美兩國也到了戰爭的邊緣。美國政府取消加州理工著名火箭專家錢學森參加機密研究的資格👨🏽🍼,繼而拒絕了他回國探親的申請,禁止他離開美國國境。錢學森的遭遇讓沈善炯感同身受,他拒絕了主修導師哈洛威士與副修導師栽克密艾斯脫的工作邀請🌅,決定立刻回國。那時遺傳學研究在國內遭到歧視,著名遺傳學家李景均因為受到當權的李森科一派的攻擊🛞,無法立足,被迫避走美國🎍🦹🏻,沈善炯決定回國後暫時舍棄遺傳學而進行生物化學方面研究↘️。
8月31日,沈善炯登上威爾遜總統號輪船🚶🏻♀️,踏上歸國旅程🤾。在日本橫濱、東京兩地,他遭遇美國陸軍部扣押兩個多月。其間他兩次拒絕臺灣駐日國民黨官員所提出的赴臺灣或美國工作的邀請,歷經監禁磨難🚴🏻♂️,於11月28日抵達深圳🫴🏿。當火車駛向中華大地時,沈善炯眼眶濕了。
攻克金黴素,打破美國壟斷
1951年1月,沈善炯來到浙江杭州☮️🏄🏽,在浙江大學醫學院生化科工作👈🏻,任副教授🎩😌。是年11月,熱愛科研的沈善炯選擇離開浙江大學,去籌建中的中科院上海植物生理研究所(以下簡稱植生所)工作。1953年1月,植生所正式建立,沈善炯被聘任為副研究員及微生物生理組組長,開展金黴素、鏈黴素生產方面的研究☃️,包括菌種的選育和發酵等。
當時,金黴素的生產由美國的雷特爾藥廠壟斷,菌種獨占,技術保密,其他各國建廠必須通過與該廠合股投資的方式進行🩰。全世界範圍內🅿️,只有美國🧑🏼🎓、英國、意大利三國擁有金黴素生產藥廠。金黴素的生產方法在各國文獻資料中絕少記載,市場價格完全操控在美國手中,中國國內臨床所用完全依靠進口。
當時沈善炯對於抗生素研究並無任何經驗,但是,明知山有虎👩🏼🏫,偏向虎山行,歷盡千辛萬苦回來,為的就是報效祖國。沈善炯一邊認真研讀國際上發表的幾篇相關文獻,帶領學生和助手重復文獻中的工作,並進行非常細致的觀察記錄;一邊親赴工廠🗳,向有經驗的技術人員與一線工人請教,學習發酵、提取與鑒定等各項基本操作。
受到一次學術會議報告的啟發,沈善炯開始對一直被忽視的接種培養基展開研究,發現初期培養環境對金黴素的產量有著極大影響🔄💆🏿♂️,掌握生物規律是提高抗生素產量的正確方向1️⃣。這一研究成果發表在1954年的《實驗生物學報》上,是我國關於金黴素研究最早發表的論文。隨後,他又開展了菌株間混合培養、增強微生物對某些基質的代謝作用🦵🏽、控製磷酸鹽在發酵液中的含量👩🏻💻、克服鐵離子抑製金黴素生產等方面的研究,培育出了高活力的菌株👨🏽⚖️,提高了金黴素的產量🪠。經過全體成員分秒必爭💂♂️、加班加點的努力,研究組終於解決了金黴素生產的關鍵問題,啟動了擴大生產試驗工作🛼,並順利完成了中間試驗。
1957年💆🏽♂️,國產金黴素通過了臨床試驗,在上海第三製藥廠正式投產,我國成為全世界第四個能夠生產金黴素的國家。次年👷♀️,沈善炯參與指導的華北製藥廠全線投產,成為亞洲最大的抗生素生產基地,結束了我國青黴素、鏈黴素依賴進口的歷史🏥,顯著改善了我國缺醫少藥的局面。
隨後幾年,金黴素研究與生產成果在國內科學會議🧙,以及新中國在國內舉辦的第一次國際科學會議與新中國第一次組團出國參加的國際科學會議上隆重亮相,被推介給了全世界。沈善炯因此得獎並受邀訪問蘇聯,其科學事跡還被拍攝成電影☸️。
為科學癡迷的日子
1960年5月,植生所向中科院院部申請成立上海微生物研究所💃,並獲批。1960年冬🤹🏻♂️,中科院決定貫徹精簡政策,合並下放撤銷部分研究所(室),同時精簡大約50%的員工🦹🏿♀️🤴🏻。1962年6月🉐,新近成立🌰🌟、根基尚淺的上海微生物研究所又被並入植生所🍏,沈善炯任植生所副所長兼微生物研究室主任🧙🏼♀️。
在1959年至1964年的五年間🧑🏭,沈善炯親歷了微生物生理研究組從計劃獨立成室🧢、獨立成所到合並入植生所🤷♀️、繼續進行微生物生化研究的過程,但他一直都在位於零陵路345號有機所大樓的四層辦公,隸屬關系的變化並沒有影響到實驗室的工作。甚至,沈善炯認為這五年的科研工作是一個整體,是他在國內從事科學研究最為意氣風發的一個時期——他和研究生們在發現己糖分解新途徑🌥、發現葡萄糖異構酶、細菌轉化因子與抗生素合成與時態控製研究等方面取得了顯著成績✍🏻。對新的科學現象、科學原理的追求使他進入到一種如醉如癡的狀態中。
這些成就顯著的研究充分展現出沈善炯實驗室思想自由、獨立思考的良好作風👷🏽♂️,以及建立在相互學習🙋🏼♂️🦶🏽、共同努力基礎上的師生情誼🕴🏼🧑🏻🔧。直到晚年,沈善炯都很懷念那段為科學癡迷的日子,並為這些優秀的學生感到驕傲。
1962年2月🏟🍑,因成績突出,沈善炯作為青年科學家代表受邀參加在廣州舉行的全國科學技術工作會議✤🚍,並參與《1963-1972年科學技術發展規劃》(以下簡稱十年規劃)的編製工作👨🦱👩🍼。同年夏👌🏼,國家科委在北京民族飯店繼續舉行十年規劃的製定會議,沈善炯再次受邀參加。會議期間🤵🏿♂️,遺傳學的規劃引起了極大的爭論🚣🏽,最後會議決定按遺傳學的兩大門派——摩爾根派和米丘林派,各自製定一個遺傳學十年規劃。
生物固氮照晚霞
廣州會議極大振奮了科學家的精神,但否泰無常,和其他許多知識分子一樣🙅🏿♀️🖐🏻,沈善炯沒有逃過1963年至1974年的政治運動,失去了十幾年的科研機會。
1972年8月,全國科技工作會議在北京召開🎂,會議決定由植生所負責分子遺傳學的組織聯系工作。1973年初,沈善炯著手組建生物固氮研究組,開始分子遺傳學相關課題工作🫷🏿。
遺傳學在近20年來突飛猛進,而被耽擱太多的沈善炯除了掌握一些基礎知識之外,一切都要從零開始。為此🎯,他成天泡在圖書館裏,找尋、閱讀、抄寫遺傳學文獻,最終決定從生物固氮遺傳著手,迎頭趕上當代的遺傳學研究。生物固氮組那些年輕成員也逐漸被前沿的科學知識所吸引🟰,如饑似渴地跟隨沈善炯學習和實驗。
從1974年起㊙️,生物固氮組正式開始生物固氮遺傳的研究工作。他們選用克氏肺炎桿菌作為研究材料,在短短的三年內👮♀️,就發現了新的固氮基因🧑🏿🚒,證明了固氮基因在克氏肺炎桿菌染色體上呈一簇排列🤵♂️,否定了國外科學家認為基因間存在“靜止區”的觀點🫄🏻。沈善炯將研究發現撰寫成英文論文《克氏肺炎桿菌固氮系統的遺傳學分析》,於1977年12月發表在《中國科學》上。國際上很快對這項研究成果作出回應🧙🏻♂️,不少論文引用了它。該論文不僅是“文革”後在我國發表的第一篇遺傳學論文👈🏽,也標誌著遺傳學在中國學術界的復蘇🤾🏼♀️。
1978年3月⌛️,全國科學大會在北京召開,標誌著我國科技工作在歷經磨難後終於迎來了“科學的春天”。這一年🤸🏻🫙,沈善炯被正式平反,植生所分子遺傳研究室正式成立。沈善炯擔任植生所副所長,兼任該研究室主任,自此開始了在荒蕪已久的科學園地上的第二次耕耘——他爭分奪秒,想把損失掉的時間補回來……

1978年3月,沈善炯(右)、羅宗洛(中)和殷宏章在全國科學大會期間
1980年底,沈善炯當選為中國科學院學部委員。次年5月,沈善炯當選為生物學部常委⚉。之後他多次應邀赴美國、印度、墨西哥👺、加拿大等國開會、講學👔、作報告或訪問研究,進行生物固氮與遺傳學方面的學術交流活動🔓。分子遺傳研究室科研人員紛紛出國進修,也不斷接納國外來的合作人員前來研修。
經過幾年的奮起直追,沈善炯領導的分子遺傳研究室在固氮基因表達與遺傳操控方面的研究趕上國際前沿水平,對nif基因的啟動子的結構和調節研究也獲得高度贊譽,研究室成為世界研究生物固氮的幾個中心之一🕴🏼。
耄耋之年👷🤹🏿♀️,沈善炯仍然堅持去辦公室,跟大家討論工作。看到分子遺傳研究室的研究範圍不斷拓展,繼任者不斷引領自己開創的事業走向新的輝煌👴🏿,沈善炯非常開心。他吟誦著朱自清先生的詩句,“但得夕陽無限好🧑🏽💼,何須惆悵近黃昏”,似乎忘了自己的年齡。