中国旅美生化和分子生物学家的贡献
□吴 瑞

　　在成千上万的旅美中国学生中，大约百分之十是学生命科学的，其中一半可能是学习生物化学和分子生物学。本文只涉及华裔生化和分子生物学家，不包括相关的生命科学学科，如生理、药理、遗传、细胞生物、神经生物、医学和植物。因为这些学科许多与生化和分子生物学有一定程度的重叠，对于各个科学家是否分类为生化和分子生物学家有一定随意性，但是根据我最好的判断：
　　一.论文发表记录华裔生化和分子生物学家的贡献
　　在第一部分，为了简化资料收集和写作，这里选了五种有代表性的国际杂志和四个年度。这五种杂志覆盖了生化和分子生物学领域。选择1919, 1949, 1979 and 1999 来代表整个20世纪。应该指出，生物化学只在1910年后才成为生物科学的一个重要领域。这四个年度选择的理由如下：
　　最好的中国学生留美的第一波开始于1910年。他们经过竞争性考试，得到庚子赔款基金的资助(庚款于1930年中止)。这些学生学多个学科，只有少部分是学生化的。到1919年，他们的论文开始出版与刊发于一些国际杂志。1910至1949年间，多数留美学生都来源于中国大陆。1950至1979年，中国学生主要来源于台湾和香港。1979年邓小平访美与卡特总统会谈后达成协议揭开了各种合作项目的可能。此后在1980到1999年间，中国大陆到美国留学的学生不断增加。从台湾和香港继续有学生留美，但是约从1985年起，大多数是大陆学生。最好的中国学生化和分子生物学的学生第二波从1982年起，通过中美生化考试和申请计划(CUSBEA)留美。因为1981年中国没有GRE或TOFEL考试，美国大学不能评价中国申请者做研究生的能力，因此多数大学不接受中国学生。但是CUSBEA计划提供了所需要的信息，通过严格的考试和面试而支持学生。其后，被挑选的学生到美国许多主要大学。结果，CUSBEA留美的学生表现非常好。因此，1984年以后，美国许多大学开始大量接受中国学生，包括许多自己申请的学生。1991年开始，这些学生中许多人获得了博士学位、完成博士后，在不同大学成为教授。他们中的一些继续有突出的表现，被国际上认可为所在领域的领先人物。
　　表一的资料从一个方面表明中国生化和分子生物学家的贡献，这是依据于1919年到1999年论文发表统计。例如，《生物化学杂志》1919年共发表98篇论文，其中2篇（百分之二）是由中国科学家作为主要作者贡献的。1979年有1965篇论文，68篇由中国科学家为主要作者。到1999年，5195篇论文中1943篇，包括至少一个中国科学家， 842篇有中国科学家为主要作者。
　　同样，《科学》杂志1919年有367论文，没有一篇是中国科学家。而到1999年，在它发表的324篇论文中，19篇是中国科学家为主要作者。因此，可以很清楚看到，这些年来，中国科学家在这些主要国际杂志发表的论文不仅数量增加，而且由中国科学家作为主要作者的论文百分比也增加了。考虑到华裔在美国的人口百分比约是百分之一，而华裔科学家作为主要作者在《生物化学》、《细胞》、《生物化学杂志》、《分子生物学杂志》和《科学》等发表的论文比例分别为14.8％、14.0％、16.2％、5.7％和5.9％，这更是一个很显著的情况。
　　表二的资料从另一个侧面表明中国生物学家1979到1999年间的贡献。可以清楚看到，1999年，中国科学家在《细胞》和《分子生物学杂志》这两个优秀杂志发表论文的比例，比1979年要高很多。增加的贡献主要是1979年以后从中国大陆来的。其它三个杂志的趋势也类似(资料从略)。另外一个显著发现是，虽然全世界各地的中国科学家都寄论文给这五个杂志，百分之八十以上的论文是居住于美国的科学家发表的(资料从略)。
　　二．生化或分子生物学有重要贡献的科学家名单
　　目前，在美国的华裔生化和分子生物学家有数以千计。很难计算确切的数字，部分是因为生命科学各个领域之间的界限越来越不清晰了。因此，我选择生化或分子生物学家主要是依据他们发表论文的杂志和他们研究的主要方向。
　　我自己于1955年开始生物训练，从1965年起被认为是分子生物学家，依据于我从事的研究课题。我参与活跃的研究，并在我的科学家生涯里是国内和国际的会议的积极参与者。通过这些会议，我有机会接触许多突出的华裔生化和分子生物学家。我深切意识到有不断增加的中国科学家在生物科学中作出最前沿的发现。为显示华裔科学家在生物科学做出贡献的广度和深度，我在这里用表列出了一个约90个科学家和他们的贡献作为例子。这个表代表了我接触过的一些科学家或者我欣赏过他们研究的一些科学家，但这不是一个完全的单子。为了与本文题目一致，我把例子局限于在美国的科学家和主要贡献在美国做出的科学家。
　　表三把科学家的名字以英文顺序排列。在每个名字后，非常简略地描述了各位科学家在美国期间做的主要贡献。对于目前仍然活跃的科学家，可以在网络上找到他们的更多信息。有一些在生平书籍里可以找到(如American Men and Women of Science)，其中包括许多退休或去世的科学家。
　　三．最著名的生化和分子生物学家贡献的更多介绍
　　在表三所列的科学家中，选了21位再作稍微多一些的介绍，因为我认为他们对生物科学的进展有最大的影响。有几位科学家属于这一部分，但是本书其它文章对他们有更详细的介绍。在植物和农业生化或分子生物学，这样的科学家包括：蔡南海、邓兴旺、何端华、Hei－Ti Hsu、Teh－Hui Kao、孔宪铎、George Liang、Jan Sheen、T.C. Tso和杨善发。
　　以下对21位科学家主要贡献的介绍依据贡献的年代分别在A到E部分。名字以英文字母排列。他们做贡献的地点在名字的最右面的括号内。因为空间有限，对每个科学家只作很简单的描述。
　　A.1910至1939年
　　吴宪 (Wu, Hsien)(哈佛医学院)
　　贡献:发明“血液分析方法”，以“Folin－吴法”著称(J. Biol. Chem. 38:81－110, 1919; J. Biol. Chem. 41:367－374, 1920; J. Biol. Chem. 43:189－219, 1920).
　　影响:他的工作使人们能只用几毫升(而不是20到50毫升)的血定量分析血液成分，特别是葡萄糖。这有助于加快大鼠研究，加速了Banting和Best发现胰岛素。Folin－吴血液分析法在1920到1950年间用于世界上许多病人的诊断和治疗的追踪。
　　B.1940至1959年
　　李卓浩 (Li, Choh－Hao)(伯克莱加州大学)
　　贡献:发现和研究几种重要的多肽激素，如lipotropin、生长激素、ACTH和内啡肽。他发明了方法纯化这些激素、测定他们的顺序、研究他们的生理功能(J. Biol. Chem. 159:353－365, 1945; J. Biol. Chem. 239:1048－1049, 1964). 获得过拉斯卡奖等多项奖。
　　影响:他开创了垂体前叶激素的研究领域，导致对这些激素的重要生化和生理作用有更好的理解。
　　C.1960至1979年
　　黄周汝吉 (Huang, Ru－Chih)
　　(加州理工学院; 霍普金斯大学)
　　贡献:她是1960年发现RNA多聚酶的三个科学家之一，用这个酶和豌豆的无细胞体系第一次提供实验证据表明真核细胞基因组DNA只有一小部分是表达的、染色体上基因转录是有选择性的而且受发育的调节(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48:1216－1222, 1962)。近年，她的研究组集中研究病毒复制并发现了一种新的抗病毒药物 (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:11239－11243, 1995)。
　　影响:她发明的研究转录调控的体外方法开辟了深入研究基因调节的领域。
　　简悦威 (Kan, Yuet－Wai)(旧金山加州大学)
　　贡献:理解地中海和镰刀装贫血的分子机理、发明这些病的独创性DNA检测技术 (Nature 251: 392－393, 1974)。发现DNA多态性并用其信息决定地中海和镰刀装贫血基因的关联性(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 75: 5631－5635, 1978)。获拉斯卡奖。
　　影响:DNA检测现在已经普遍用于许多人类疾病的诊断、包括产前诊断。DNA多态性现在被用于许多遗传分析。
　　蒲慕明 (Poo, Moo－Ming)(伯克莱加州大学)
　　贡献:他对细胞膜上蛋白质运动有几个先驱性的发现。在神经生物学内，他对于我们理解神经生长、突触发育、递质释放和突触可塑性的分子和细胞机理有贡献 (Nature 247:438－441, 1974; Nature 388:439－448, 1997).
　　影响:他的工作把定量因素引入现代细胞生物学，开创了几个新的研究领域，丰富了我们对神经发育的理解。
　　曹安邦 (Ts’o, Paul)(加州理工学院; 霍普金斯大学)
　　贡献:第一个显示核糖体的结构(Biochim. Biophys. Acta 30:570, 1958)。
　　近年，他发明了一个很敏感的方法检测小量血样本里的循环癌细胞(Urology 49:881－885, 1997; Cancer 88:2787－2795, 2000)。
　　影响:他发明了重要诊断工具可以早期发现癌细胞和跟踪治疗后果。
　　吴瑞 (Wu, Ray)(康乃尔大学)
　　贡献:建立了第一个依据位点特异引物延长来分析DNA顺序的方法(J. Mol. Biol. 57:491－511, 1971; Nature 236:198－200, 1972)。将用连结子(linkers)和适应子(adaptors)的方法引入DNA操作和克隆(Gene 1:81－92, 1976)。
　　影响:他的DNA顺序分析方法为许多科学家所改进，特别是桑格(Sanger)，最后导致今天多于五十亿碱基对的顺序解开。适应子用于建造许多载体和cDNA文库，并用于在细菌或真核动物细胞表达重要基因。
　　D. 1980 至 1990年
　　叶公杼 (Jan, Lily Yeh)(旧金山加州大学)
　　贡献:发现几种钾离子通道的基因 (Nature 371:119－122, 1994; Cell 96:879－891, 1999)。美国科学院院士。
　　影响:她的工作推进了对钾离子如何调节细胞反应的理解。她的工作业提供了用钾通道开启和关闭分子做治疗疾病的药物的可能。
　　詹裕农 (Jan, Yuh Nung)(旧金山加州大学)
　　贡献:发现Numb蛋白质作为神经发育和非对称性细胞分裂的细胞内命运决定因子(Cell 76:477－491, 1994; Nature 392:775－778, 1998)。他发明了一个简单的检测体系
　　可以寻找影响树突生长和分支的许多基因。美国科学院院士。
　　影响:对理解果蝇神经发育有贡献，而且这些信息可以使用于脊椎动物。
　　李文华 (Lee, Wen－Hwa)
　　(圣迭哥加州大学; 得州大学)
　　贡献:发现和克隆第一个人的肿瘤抑制基因，发现这个基因的突变是一些癌症的主要原因。
　　影响:他的工作给人类癌症遗传研究带来进化。这个知识的应用有益于一些癌症的诊断、预防和治疗。
　　钱泽南 (Tjian, Robert)(伯克莱加州大学)
　　贡献:发现几个调控基因表达的增强子特异的转录因子 (如Cell 35:79－87, 1983; Science 238:1386－1392, 1987; Cell 101:459－469, 2000).
　　影响:他的工作使我们的转录机器有更好的理解，特别是与发育和细胞分化的关系方面。
　　钱永健 (Tsien, Roger)(圣迭哥加州大学)
　　贡献:发明和应用新的标记分子检测参与信号转导的重要细胞信使(Science 279:84－88, 1998; Nature 392:936－941, 1998; Science 281:269－272, 1998)。
　　影响:开辟了检测重要的细胞通路的新方法，导致对关键反应的更好理解。
　　徐立之 (Tsui, Lap－Chee)(多伦多大学)
　　贡献:发现囊性硬化基因;人类第7号染色体的图谱和疾病基因寻找(Science 230:1054－1057, 1985; Science 245:1059－1080, 1989).
　　影响:他用定位克隆发现第一个主要人类疾病基因，并提供了人类基因组的必要性。
　　王卓 (Wang, James C.)(哈佛大学)
　　贡献:理解DNA分子超旋的机理，第一个发现催化DNA变构的拓扑异构酶(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:7024－7027, 1987)。美国科学院院士。
　　影响:他的工作导致对DNA分子超旋拓扑结构的理解。这个工作导致针对参与病毒复制的拓扑异构酶进行合理药物设计。
　　黄以静 (Wong－Staal, Flossie)
　　(国立健康研究院; 圣迭哥加州大学)
　　贡献:第一个克隆和解序HIV(艾滋病毒)并显示其遗传多样性。她还发现HIV新的病毒基因和机理(Nature 312:166－169, 1985; Science 229:759－762, 1985)。为科学检索
　　指数(SCI)列为1980到1990年间十位被引用的最多的科学家之一。
　　影响:她的工作Her work has led to a better understanding of the human immunodeficiency virus (HIV).
　　E.1991至1999年
　　管坤良 (Guan, Kun－Liang)(密执安大学)
　　贡献:发现有双特异性的蛋白激酶，阐明Ras－MAP激酶通路在细胞内的生化机理(Nature 350:359－362, 1991; EMBO J. 13:1123－1131, 1994)。获麦克阿瑟奖。
　　影响:他的工作使人们对哺乳动物细胞内这一重要的信号转导通路有更好的理解。
　　韩珉 (Han, Min)(科罗拉多大学)
　　贡献:在线虫C. elegans里阐明Ras－MAP激酶通路。这是ras或癌基因在机体内关键作用的第一例 (Cell 83:889－901, 1995; Cell 94:119－130, 1998)。他是 休斯研究所研究员。
　　影响:他扎实地确立了ras基因的作用，清楚地表明Ras－Raf不是单独作用，信号调节是复杂的。
　　何大一 (Ho, David D.)(洛克菲勒大学)
　　贡献:发明一个新的、敏感的定量方法检测血液和组织中的艾滋病毒。他的工作使了解艾滋病毒感染的体内动力学成为可能(Nature 373:123－126, 1995; Nature 387:188－191, 1997).
　　影响:他的定量检测艾滋病毒方法有利于早期诊断、发明和跟踪艾滋病毒感染病人治疗的策略。
　　饶毅 (Rao, Yi)(圣路易斯，华盛顿大学)
　　贡献:发现多个系统内细胞迁移导向的保守机理，发现新的轴突导向分子Slit及其在神经细胞迁移的作用(Cell 96:807－818, 1999; Nature 400:331－336, 1999; Nature 410:948－952, 2001)。
　　影响:他发现的Slit对神经细胞迁移的导向导致对神经系统内细胞迁移的理解。
　　王晓东 (Wang, Xiao－Dong)(得州大学西南医学中心)
　　贡献:发现几种由线粒体起源的生化通路，包括细胞色素c和Apaf－1/caspase－9复合体，在哺乳动物细胞执行细胞凋亡 (Cell 86:147－157, 1996; Cell 91:479－489, 1997)。
　　影响:线粒体起源的细胞凋亡通路被认为是哺乳细胞主要的通路，包括神经发育，细胞应急反应，如辐射和癌细胞化学治疗等。
　　袁钧瑛 (Yuan, Junying)(哈佛医学院)
　　贡献:发现对细胞凋亡起关键作用的caspases酶，包括它们在神经退行性疾病的作用 (Cell 75:641－652, 1993; Science 263:826－828, 1994)。
　　影响:她开创了哺乳动物细胞凋亡分子分析的新领域，包括可能用caspase抑制物预防中风和其它神经退行性病变。
　　四．结论
　　中国生化和分子生物学家在本世纪早期开始有重要贡献。在1909至1930年间，许多中国突出的学生获得庚款留学奖学金到美国接受高等训练。几乎所有这个时期的学生都回到中国继续做重要贡献。本文只包括那些在他们博士论文阶段或他们在美国工作阶段作出杰出贡献的科学家。
　　1950到1979年，多数学生来自台湾和香港。其中绝大多数选择留在美国。但是，1990年以后，因为研究环境、经费资助和政治条件的极大改善，更多的学生回到台湾和香港了。贡献列在B (1940－1959), C (1960－1979), 和D (1980－1990) 部分的科学家主要来自于台湾和香港。
1980到1999年，多数学生来自中国大陆。E(1991－1999)部分列的科学家多来自中国大陆并选择留在美国继续工作。但是，其中许多也已经帮助中国推动生命科学的发展。他们已经在教学和组织会议发明做了重要贡献，引入了最新信息。他们还与中国的科学家在重要研究课题上进行合作。
(据《科学新闻》周刊)