代号“824”，中国科学家再一次震动世界！
代号“824”，中国科学家再一次震动世界！
编者按
2026年，国家自然科学奖迎来70周年。从1956年以中国科学院科学奖金为名首次颁发，到1982年正式更名为国家自然科学奖，作为五大国家科学技术奖之一，它代表着我国自然科学领域的最高荣誉。
时值庆祝中国共产党建党105周年之际，中国科学院档案馆联合中国科学报社、中国科学院相关获奖院属单位，推出《七秩荣光——档案里的国家自然科学奖》专栏，以档案为凭，回溯27项以中国科学院为第一完成单位或主要完成单位的国家自然科学奖一等奖项目，彰显科学价值，重现时代回响，致敬为我国自然科学事业作出卓越贡献的科学家们。
本期获奖课题
1987年度一等奖
“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成”
本期档案
▲“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成”项目团队全体合影。（来源：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心）
▲王德宝（中）与“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成协作组”部分成员。（来源：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心）
▲王德宝《酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成实验记录》手稿。（来源：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心）
▲“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成”获国家自然科学奖一等奖的证书。（来源：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心、中国科学院上海有机化学研究所）
文章内容
作者：杜珊妮（中国科学报社）；林滨霞、陈嘉钰（中国科学院分子细胞科学卓越创新中心）
在中国科学史上，以时间为代号的重大科研项目中，“824”是颇为特殊的一个。
1964年8月24日，毛泽东主席在与周培源、于光远两位科学家座谈时，提出：“关于生命起源要研究一下。”这场关键谈话，为我国分子生物学的长远发展指明了方向。
时隔4年——1968年，继首次人工全合成结晶牛胰岛素后，中国科学家向结构更为复杂、合成难度更大的核酸分子发起了新的“冲锋”。代号为“824”的科研项目悄然启动——它的目标正是人工全合成转移核糖核酸（tRNA）。
历经13年攻坚克难，1981年，世界上首个人工全合成的完整活性酵母丙氨酸转移核糖核酸（tRNA y Ala ）在中国诞生。1987年，“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成”研究成果荣获国家自然科学奖一等奖。这项生命科学界里程碑式的原创研究成果，让全世界的目光再一次为中国而聚焦。
在中国科学院珍藏的关于这一研究的实验手稿、会议纪要和证书等珍贵档案，仿佛仍在述说着那个时代的科学家们“板凳甘坐十年冷”的专注与韧劲，以及追问生命本质奥秘的勇气与赤诚。
01
“824项目”
1965年，人工全合成结晶牛胰岛素首次问世的消息一经公布，迅速震动全球科学界——中国率先突破人工全合成蛋白质的世界性难题，为人类从分子层面探索生命本质开辟了全新路径。
1967年4月，时任国家科委（科技部前身）主任聂荣臻主持全国基础理论科研座谈会。会上，他询问科研团队：“你们拿下了胰岛素后，下一个目标是什么？”中国科学院有机化学研究所（以下简称有机所）时任代理所长汪猷答道：“核酸。”这一立足生命科学长远布局的战略判断，获得全场科学家一致认可，也得到聂荣臻明确支持。
和蛋白质一样，核酸也是构成生命最重要的基础大分子。如果说胰岛素人工全合成回答了“蛋白质能否人工制造”的问题，那么核酸的人工全合成则直指生命遗传信息复制与表达的核心——这是一条通往生命本质的更深远路径。
想要启动核酸人工全合成攻关，首先要选定具备实操条件的研究对象。彼时，tRNA y Ala 是唯一已知全序列的核酸分子。就在中国科学家成功实现结晶牛胰岛素人工全合成的同年，美国生物化学家罗伯特·威廉·霍利首次解析出其一级结构，并因此于1968年获得诺贝尔生理学或医学奖。人们后来发现，几乎所有tRNA的结构都形似一株“三叶草”。
放眼全球，tRNA y Al a 是当时唯一结构清晰、天然样本易获取，且具备全合成探索价值的核糖核酸。但从科研难度来看，核糖核酸的人工全合成是比蛋白质人工全合成更“遥远的事情”、更难以抵达的“彼岸”。
一方面，tRNA y Ala 的分子共包含76个核苷酸，其内嵌核苷酸结构远比胰岛素复杂；另一方面，中国的核酸合成基础比蛋白质合成更为薄弱，20世纪50年代仅零星开展了一些相关研究。与此同时，全球范围内也没有成熟成套的合成工艺、商业化核苷酸原料、标准化RNA合成仪器可供引进。
尽管难度巨大，但科学家们没有退缩。
1968年，中国科学院正式下达任务，将“人工全合成酵母丙氨酸转移核糖核酸”列为重大科研项目，组建京沪两地跨单位协作网络，项目内部代号定为“824”，目标是合成完整的活性tRNA y Ala 。
在那个物资匮乏、整体科研力量薄弱的年代，尽管人工全合成活性核糖核酸研究团队深知前方必定荆棘丛生、困难重重，但他们依旧选择迎难而上，毅然接下这项重大的研究任务。
自此，一场漫长的攻坚战拉开帷幕。
02
13年磨一剑
tRNA y Ala 的人工全合成研究是一场从零起步、完全自主的远征。研究初期，团队要攻克的首要难关是合成原料。
组成tRNA y Ala 的76个核苷酸中，除腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸和尿苷酸4种常见核苷酸外，还含有7种共9个修饰核苷酸（也称稀有核苷酸），后者是保障核酸分子完整生物活性的核心关键。
当时这些原料不仅在国内无法生产，国外进口渠道也尚未开放。出路只有一条——自力更生，自己制备。
最初加入“824”项目的不少研究人员，第一站奔赴的不是实验室，而是位于北京的首都啤酒厂——这里有大量的废酵母，能够提取合成核酸所需的各种单体核苷酸。此外，团队成员还常往返北京的一些奶牛场，收集小牛胸腺，装进冰壶带回啤酒厂，开展提取工作。
另一种合成tRNA y Ala 的重要原料——假尿苷酸，则有着更为特殊的获取过程。这种稀有核苷酸的前体物质假尿苷并不罕见，在人尿中大量存在。于是，在那段攻关期间，这些国家重大科研项目的研究人员常常出没于各个公共厕所，放置尿桶收集尿液，再拎回实验室进行分离实验。
正是通过这些“原始”甚至“离奇”的方式，“824”项目团队实现了7种稀有核苷酸原料的自给自足。
原料问题解决了，攻关之路却依然漫长。因时局动荡、科研条件受限，加之跨区域协作协调难度大，项目推进的近10年时间，整体进展非常缓慢，关键的RNA连接酶迟迟没能制备成功。
为尽快实现用RNA连接酶进行酶促合成，中国科学院上海生物化学研究所（以下简称生化所，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心前身之一）所长王应睐和时任生化所核酸研究室主任王德宝给一位美国科学家写信，拿到了相关菌种。经过努力，团队最终制备出了高质量的RNA连接酶。
在用RNA连接酶成功地合成了核糖十二核苷酸片段后，中国科学院和上海市委科技组于1977年1月在上海召开工作会议，重新审议制定合成路线和研究计划，确认无需模板仅以RNA连接酶合成tRNA y Ala 是一条可行的合成路线，决定中止1971年提出的用DNA做模板的合成路线。
1977年7月，为协调各参加单位工作并加强领导，中国科学院成立人工全合成酵母丙氨酸转移核糖核酸协作组，由王应睐任组长，王德宝任学术组组长，汪猷任核酸协作组副组长。
同时，项目优化整合攻关力量，最终确定由生化所、有机所、中国科学院实验生物研究所（1978年更名为中国科学院上海细胞生物学研究所，以下简称细胞所）和中国科学院生物物理研究所4家院所，联合北京大学生物系和上海试剂二厂协同攻关。
在牛胰岛素合成的研究中，团队先将天然胰岛素拆成A、B链再重新组合，证实了可行性。在tRNA y Ala 研究中，团队则借鉴了这一策略——他们先将天然的tRNA y Ala 用核糖核酸酶T?轻微水解，再分离得到5′和3′两个天然半分子，并摸索由天然半分子重合成的方法和条件。
经过多轮反复试验与方案优化，团队最终确立“半分子分段合成方案”——先合成6个大片段寡核苷酸，分别连接成5′半分子（35个核苷酸）和3′半分子（41个核苷酸），再将两个半分子连接成完整的76个核苷酸分子。
1978年，协作组又成立3个会战组——大片段会战组、总装会战组和测活会战组。在统一的科学方针指导下，各组分进合击，化学合成与酶促合成并举，每步产物都经过严格鉴定，同时攻克了前人从未涉足的全新活性检测难题。
最终，经过不懈努力，团队完成了76个核苷酸全分子的人工全合成，顺利实现了这个项目的预期目标。
从“824”立项到实现人工全合成活性tRNA y Ala ，13年间，先后有180多名科研人员参与了这项研究的攻关——有人长年埋头有机合成搭建片段，有人持续攻坚微量活性检测方法，有人坚守试剂保障一线。漫长的攻坚路上，少有立竿见影的突破，更多是日复一日枯燥的实验重复、调整、验证，但他们以长久的坚守，向着科学的高峰不断攀登。
03
“世界第一”，中国再一次走在世界前列
历史性的时刻定格在1981年11月20日。那天傍晚，上海岳阳路320号大院细胞所行政楼后方的实验小屋里，十几位身着白大褂的科研人员神情肃穆，紧盯着液体闪烁谱仪上跳动的数字，静静等候最终的检测结果。
5001000150020002500……当这串数字亮起的那一刻，人类历史上首个与天然tRNA y Ala 的化学组成、序列、生物活性完全相同的人工全合成转移核糖核酸诞生了。
那一刻，中国再一次走在世界前列！这是继我国在世界上首次人工全合成蛋白质后，又在世界上首次人工全合成一个完整的核酸分子。
1982年至1983年，tRNA y Ala 的人工全合成研究论文先后在《科学通报》和《中国科学》上发表后，迅速引起国际学术界的强烈反响，多家国际权威期刊、媒体跟进报道这项成就——美国科普杂志《科学美国人》以All the tRNA in China为题对这一重大成果进行报道，提到“tRNA已经首次被中华人民共和国的一组生物化学家直接合成”；《自然》刊登Nucleic Acid Synthesis, Pinyin tRNA一文，明确指出：“人工全合成有生物活性的、与天然提取物一致的tRNA分子，这在世界上是第一次。”
1987年，“酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成”研究被授予国家自然科学奖一等奖。
奖项之外，这项历时多年的集体攻关更留下了一笔丰厚的长远财富——人才与技术体系的双重积累。许多参与项目研究的科研人员成长为我国初代核酸化学、合成生物学的骨干力量；项目搭建的寡核苷酸合成、微量生物活性检测、修饰核酸制备技术等，为后续国内人工全合成染色体、抗病毒核酸药物、基因编辑工具研发奠定了核心技术底座；生化所后来持续深耕tRNA结构与功能研究，发展为全球重要的tRNA研究中心之一。
那株用76个核苷酸人工“编织”出的“三叶草”，连同一份份珍贵的档案，完整留存下一代人在这段漫长的攻坚征程中，不问得失、自主拓荒的科研足迹。
（支持单位：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心、中国科学院上海有机化学研究所）
参考资料：
1.《为了那株“三叶草”，他们勇攀巅峰》，发表于《中国科学报》
2.祁国荣：《中国科学家首次合成一个完整的核酸分子——酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成》，发表于《中国科学：生命科学》
3.《91岁科学家忆世界首次人工合成RNA：从做“环卫工人”起步》，发表于《上观新闻》
4.《改革开放39年科技成就撷英》编写组编：《改革开放40年科技成就撷英》，中国科学技术出版社
5.“科学家精神”纪念册，中国科学院上海有机化学研究所