世界分子生物基因工程科学家窦德献:探寻生命奥秘

   前不久,在全球科学家协力攻关人类基因图谱时,世界著名杂志《大脑研究》公布了一项令国际科学界轰动的研究成果:人类大脑发育基因NEURONATIN被发现!这一成果的获得者,就是世界著名分子生物和基因工程科学家、河南省社旗籍青年博士窦德献。

    少 年 壮 志

    笔者在同窦德献联系后,于2004年6月中旬,来到河南省社旗县丁庄乡小窦庄村,采访了窦德献的家人、老师和同学。

    小窦庄靠岗沿河,地势有几分“险峻”。茂密的大叶杨树把村子包围在中间,弯弯的毗河水擦村而过,进唐河,入汉水,汇长江……

    窦德献1962年生,家景贫寒。5岁那年,他背上母亲用手缝制的书包到窦观小学小叶庄分校上学。第一学期放假回来,他就拿回了奖品:作业本、铅笔。当时,他家中有爷爷、奶奶、父母和二个弟弟、一个妹妹,他父亲在桐柏高中教学,离家100多里,每学期回家一趟。家里缺劳动力,成了缺粮户。每到星期天或放假,他都带着大弟德超帮大人干活。他看到母亲白天上地干活,晚上点上煤油灯帮助别人做缝纫机活,太辛苦,暗暗下了决心:要好好学习,不辜负父母对他的希望。

    他特别懂事,乐于吃苦。他上小学时,家里每年缺柴烧,节假日都要上地拾柴、拔豆茬,小手磨出了血泡,也不叫一声苦,仍然坚持干。上高中那年秋天,母亲看他学习掏劲,操心大,把家里仅有的几斤黄豆换成白面,蒸几个花卷馍让他吃,可他想:上有老,下有小,自己一个也舍不得吃,拿着红薯面馍走了。

    他独立性强,有股韧劲。他初中时的数学老师王兰增回忆说,德献平时不爱说话,学习刻苦,独立性强,善于动脑筋,很有耐心,遇到难题,不是先问老师,问同学,而是自己钻研,直到做出来为止。他考上大学后第一封信就是给我写的,说着眼圈都红了。

    他从小立志,勤奋好学。艰苦的生活,特殊的环境,磨练了他的意志,给他学习增添了动力。他从小就有远大志向,凡事往好处想,往高处看。上初中时,晚上他和村上的邻居、同学窦万怀一起去看电影,路上他说:“咱学的牛顿定律、焦耳定律、这公式那公式,都是外国研究出来的,咱就不会也搞点发明……。”谈起这些,窦万怀发自内心地说:“德献的话对我触动很大,他的远大理想终于成为现实,这决不是偶然的。”

    现在窦德献已功成名就了,但他始终把祖国和人民放在心中,他在国外居住24年,始终保留着中国国籍,他常说:“是祖国培养了我,是父母养育了我,我搞科学研究是为祖国争光,为中国人争气,无论走遍天涯,忘不了祖国的培养,父母的养育。”

    勇 于 探 索

    1978年,窦德献以优异的成绩,考上了北京农业机械化学院。1979年教育部从全国重点高校中选出100名成绩优秀的学生作为首批留学生前往日本学习,窦德献就是其中一员。18岁的他告别了双亲,踏上了人生新的征程。在参加日本全国高考统考中(日本高考的严格程度在亚洲乃至世界都是著名的),各科考试成绩全优,化学取得满分(100分),这在当时日本的科教界成为爆炸性新闻,日本《朝日新闻》等多家著名报刊作了报道,西日本电视台还作了专题采访并在黄金时间播出。他顺利地进入了郭沫若当年的母校----日本国立岗山大学,就读生物机能开发专业。就读期间,他更是勤奋好学,刻苦钻研,成绩优秀。在药物对胚胎发育的研究中创造出 MICRODISK测定法,荣获小林奖。

    在读硕士期间,他从事生物活性物质药物提纯与神经细胞离子通道及植物休眠等课题研究,提出了亲水与疏水物质对植物休眠两极控制的理论。在读博士期间,他发现了远古生物ACIDIPHILIUM共66株(被命名IH---66H)提出“古生物存续原理学说”。并根据此生物的生长特性,首次将其应用于生物冶金。国际湿式冶金学会主席IMAI称此技术是对二十一世纪人类冶金前途的探寻及对生物工程的重大贡献。

    然而,科学的道路并非一帆风顺,当年窦德献的博士论文做的异常艰辛。他的研究方向明确:生物冶金。就是利用远古时期就在地球上生存的微生物提取一些稀有的重金属。例如:用这一方法可以处理当代工业产生的重金属污染,不仅使其无害,还能变废为宝。导师交给窦德献的课题是要制造出一个既能耐酸又可抵抗重金属毒性的工程菌株。实验一次又一次,失败不断,在日本留学已8年的窦德献第一次感到研究竟然如此艰难。8年间,他独创思维,逐步成熟,大胆假设,严谨求证,形成一个模式,经历了多少考验,成果历历。然而博士论文似乎太难了,失败并不可怕,问题是要找出原因,实验已做了数百次,象是在云里雾里,仍找不出原因。他一度心力交瘁,病例了,病中的窦德献依然牵挂着实验,生物反应器发生重大变化,他就让日本同学搀扶到实验室现场指挥,导师很同情他的困境,然而还鼓励他:“一定会成功的,哪怕做1000次。”导师谆谆教导激励着他。

    临近1987年春节,失败实验次数真的突破了1000,此时他已全身心投入实验上,他感觉已进入了一个新境界,大胆假设的时机快到了。除夕之夜,他独自一人来到实验室,继续实验,又是一夜无眠,凌晨5点,奇迹发生了,他发现了反应器里产生生物工程内切酶AFAI!他大胆设想:在内切酶的作用下,要移植的DNA被剪切成多个片段,难怪基因移植不能成功,失败的原因找到了,这一实验虽然不能产生既定目标工程菌,但是却能产生多达17种生物工具酶,而且生产效率奇高,比当时生产内切酶的标准方法高80多倍。

    多少个日日夜夜,魂牵梦绕,窦德献这位来自中国的年轻人,以其自身的飞跃,发明了生物工程工具酶(即基因工程剪刀)AFAI等共17种。此发明于1989年在日本投产,至今仍广泛应用于生物工程研究领域。博士论文顺利通过答辩,他1989年获得博士学位。

    1990年春,他应邀到美国底特律医学中心(DMC)从事博士后研究,从此,使用自己坚实的生物工程知识致力于探索攻克人类顽症的路子。众所周知,癌症和心血管病是人类的两大威胁,为了克服癌细胞的抗药性(MDR),他创造了一种新型的癌细胞抗药功能模型。进而又实现了MDR分子在试管中的重组技术。1992年夏天,全世界一百多位著名生物能与分子通道科学家云集美国克里佛兰参加学术会议。会上他的MDR研究成果得到了广泛关注和高度评价。他发明的抗药分子通道的反向喷射法为癌症的基因疗法开辟了新的里程碑。

    1994年,他在人类基因领域,研究发现了轰动科学界的人类大脑发育基因NEURONATIN(美国专利号5837535,美国基因库注册号U31767)。窦德献回忆这段经历,心情依然激动不已。“我发现这一基因,当时的感觉是我不经意之间,破解了一部天书,天机不可泄漏,我能公开这一发现吗?”解读大脑发育“天书”,大自然在生物分子微观水平竟然如此精美,人类生命机制如此深奥而奇妙,他深深为大自然的伟大力量而折服。

    他驱车来到了碧波浩淼的圣克莱尔(st.clair)湖畔。如同2000多年前在汨罗江畔吟诵《天问》的屈原,窦德献要在此“问天”。

    屈原的《天问》是诗人对自然现象的哲学思考,窦德献的问天是科学家在获得重大研究成果以后的哲学思考。研究水平到了窦德献达到的这种境界,没有哲学思考就不能更上一层楼。

    他在湖边反复思考了一下午。得出结论:“我应该公开这一发现。破解大脑发育基因不是偶然现象,是人类基因组研究的重大进展。”当年秋天该成果在华盛顿召开的世界人类基因组织年会上展出。受到世界各国科学家的关注,世界著名杂志《大脑研究》(BRAINRESEARCH)将他的研究成果刊登在1996年6月号的封面上。在美国有许多世界著名公司和研究机构向他提出合作计划。

    科学无坦途,研究无止境,窦德献正用辛勤的努力和才智,一步步攀登科学的高峰。

    报 效 祖 国

    赴美研究十二年,窦德献再次功成名就。是加盟大公司、做知名学者(或者在某名牌大学、研究机构兼职,大洋两岸来回飞),还是自己创业?

    这两条道路难度截然不同。前者自然是轻车熟路,名利双收。窦德献在学术上的成功确保他个人的地位。钱不是问题,研究条件不是问题,生活更不是问题,窦德献在美国已经拥有三面环湖的别墅,业余时间钓鱼骑马。
 
    自己创业则是另一回事,风险是可想而知的。然而窦德献的选择与众不同,他选择了创业。为了筹集创业资金,他把三面环湖的住宅卖了。

    为什么?他的回答是:“以创业报效祖国。”

    窦德献作为改革开放初期第一代出国留学生,报效祖国一直是他心底的愿望,在他看来,个人的命运与祖国的命运紧密相连,祖国的需要就是命运的召唤,他决定以创业报效祖国。他不仅在众多科学领域获得多项成就,在公司现代化管理方面也是难得的人才。

    2002年,他怀着满腔热情回到祖国,用自己拥有的智慧和知识为祖国的发展做贡献。当年9月,在烟台创建了华大药业有限公司,出任公司总裁。华大公司主要从事新药开发、研制和生产。目前已投产并在市场上销售良好的皮生长因子(EGF),是获诺贝尔奖的项目,在医药上有很广泛的用途。

    据卫生部调查统计,心血管疾病的发病率有增加的趋势,国内需要治疗心肌梗塞和脑血栓的良药,他采用世界先进的基因重组工程技术,成功研制全新溶栓药物----人类纤溶酶,其溶血栓的药效比同类产品更加快速且安全可靠。该药于2003年12月10日在中国取得国家发明专利,专利号ZL00112980.5。

    2002年11月,窦德献又参与组建青岛海澜德医药科技有限公司,并担任公司总裁。

    一直走在科技前沿的窦德献,密切关注并支持着中国传统的医药行业。例如:利用现代化生物技术,他很快开发出新型庆大霉素。普通庆大霉素存在的问题是有效成分CI含量低,非有效成分副作用大。而他研制的新型庆大霉素CI含量高达51%---75%,远远超过了国家标准规定的25%---50%,这一创新,有望重新制订庆大霉素的国家标准,也必将为中国抗生素产业带来更广阔的发展前景。

    窦德献,这棵在科技领域中成长的树,始终如一地热爱祖国、热爱家乡、热爱人民,他的根已深深植在祖国这片沃土中,他锐意进取,不断创新,在为祖国和人民的奉献中实现自己的理想和价值。他从国家的发展和对创造人类幸福出发,把成就归功于祖国的培养,把自己溶于祖国,溶于世界。他的研究领域是站在中华民族文化的脉络里,建立起独特的科学视野,并与西方严谨学术传统相结合,已在全球化的脉络里找到了准确定位。

    目前,窦德献已在国际、国内申请拥有专利30多项。2003年《人民日报》举荐他为“21世纪创新人才”,并被邀请加入世界人类基因工程学会,成为世界人类基因组织HUGO的早期会员。(完)