《天津老干部》| ​匡廷云:优雅的科学家 一生的追光者

2022-11-17 14:17
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匡廷云,1934年出生,今年88岁,四川资中人,中国科学院院士,国际欧亚科学院院士。她投身光合作用研究60余年,致力于揭开光能转化之谜,是我国光合膜结构与功能研究领域的开拓者,为国家农业、能源等重大战略提供基础性、前瞻性理论和技术支持,为我国光合作用研究走向世界作出了杰出贡献。


做研究时严谨而敏锐

生活中优雅而从容

立秋过后的北京,暑气渐消凉风乍起。中国科学院植物研究所掩映在香山脚下一片茂盛的草木中,穿过光生物学实验室就是植物研究所的办公区,匡廷云几乎每天都要从这里经过。

初次见面,鲜有人将这位优雅的女士与科学家联系起来——她穿着一条长及脚背的喇叭裤,褶皱从膝盖处往下散开,上衣是素净的丝质衬衫,戴一副半框眼镜,笔直的身板完全不似一位88岁的老人。

匡廷云回忆,有一次在餐厅吃饭,旁边有人问:“那位女士是画家还是作家,又或者是舞蹈家?”身边的人笑答:“她既不是画家也不是作家,是科学家。”

穿上白大褂进入实验室,匡廷云就成了那个严谨而敏锐的科学家。不久前,光生物学实验室主任林荣呈的课题组有了新的发现,他马上找到匡廷云汇报工作进展。“匡廷云马上想到,别人在动物里研究线粒体的一些思路能不能放到叶绿体里来研究,其思维之敏锐可见一斑。”


少年时立志学习农业

为测出稳定的数据经常深夜做实验

匡廷云团队的最新研究成果发表在2021年12月的英国《自然》杂志上,她和年轻的中国科学家韩广业、王文达等展示了大麦叶绿体膜蛋白超大分子复合物空间结构。这为打造高产和抗逆性的饲草及作物提供了新技术新路线。

其实,匡廷云最初的选择并不是光合作用研究。将满15岁那年,苏联小说《萨根的春天》点燃了她对土壤农业化学的研究志趣。当时,北京大学农学院、清华大学农学院等院系合并为北京农业大学,匡廷云填报的唯一志愿是北京农业大学土壤农业化学系。

1959年,匡廷云被国家选派,赴苏联国立莫斯科大学生物系攻读副博士学位。回国时,她忍痛把自己喜爱的小说都留在了莫斯科,却带回了十多箱子的科研资料。

那时,植物研究所设在北京动物园内。白天,电车从动物园外叮叮当当地驶过,做实验的仪表指针便会无序跳动。匡廷云介绍:“白天要穿着棉衣在冰库里工作,叶绿体活性测定时,电车一开动,仪器指针跳动得很厉害,所以只好等晚上12点以后动物园电车停了,再加个稳压器,这样才能测出稳定的数据来。”


结构图登上《自然》杂志封面

在国际上取得一个又一个突破

1986年,德国科学家在第七届国际光合作用大会上公布了一项光合膜蛋白原子水平空间结构的研究成果,这让匡廷云大为震撼。回国后,她向曾任中科院植物所所长的汤佩松汇报:光合膜蛋白太重要,难度很大,且国际竞争太激烈。快90岁的汤先生当即拍板,既然这么重要,中国也要做,并立即决定进行学科交叉,由中科院植物所从生化入手、生物物理所从结构入手,开展光合膜蛋白结构与功能的研究。

光合膜蛋白空间结构以“埃”来计算,这是比纳米更小一级的长度单位。德国科学家率先从豌豆中通过二维晶体三维重构解析了捕光叶绿素a/b蛋白复合体3.4埃分辨率的晶体结构。尽管科学界迫切希望得到更高的分辨率,中国科学家却没有被寄予希望。

匡廷云说:“德国人还没有达到原子水平,他们的豌豆都是在人工气候室里培养的,非常均一。那个时候我们国内没有,我急得要命,只能到市场上去购买菠菜。后来我们组摸索了两三年,一次我们能分离出十几、二十毫克出来,而且纯度较高,所以我们就能做三维空间结构的研究了。”

2004年,匡廷云的团队与生物物理所团队一起,完成分辨率为2.72埃的菠菜主要捕光复合物晶体结构解析,结构图登上了《自然》杂志的封面:镶嵌在光合膜中的近三万个原子形成了一个正二十面体对称特征的空心球体。

匡廷云自豪地说:“这是中国的结晶、中国的结构。在这之后,我们在国际上又突破了一个又一个光合膜超大分子复合物的空间结构。”


经历三次癌症仍放不下工作

做一辈子的“追光者”

当代精密仪器之下,大自然的秩序精妙绝伦,仪器之外的人生却有太多无常。2002年,匡廷云的丈夫、中国科学院院士、生物地球化学家章申因患脑瘤离世;2004年,匡廷云也被确诊患有乳腺癌,可这丝毫没有耽误她的科研工作。

2005年,刚刚做完肿瘤摘除手术,匡廷云就和医生申请想回实验室工作。一想到还有很多工作没有做完,她满是不甘心。2019年3月和9月,匡廷云又先后被查出患有结肠癌和肺癌。“人瘦得一塌糊涂,输了血又打了两个礼拜的营养才上的手术台。”匡廷云回忆道。

接她出院的是学生们。学生林荣呈回忆说,第二天一大早,匡廷云的身影又准时出现在实验室。“她在确诊之前一直坚持上班,每个星期都来实验室,一心扑在工作上。”

2019年,第十届国际光合作用及氢能研究可持续发展大会授予85岁的匡廷云“杰出成就奖”;同年,亚洲—大洋洲光生物学会授予她“杰出贡献奖”;2020年,中国植物生理和植物分子生物学会授予她“终身贡献奖”,表彰她在光合作用领域作出的杰出贡献。

“科学要求一个人献出毕生的精力。”匡廷云的事迹教育、启示了很多学生,有些甚至是仅有一面之缘的小朋友。植物分类学家杨宗宗至今还记得在20年前的一次科普活动中,匡院士给予在场“小小科学家”们的鼓励:“面对科学时,一定要有激情,这样才能有创造的火花。”

匡廷云说:“我一辈子都在研究光合作用,人家说我是追光者,60多年一直在追光,这是我对自己专业的一种执着,一种热爱,一种激情。人总是要追求光明的。”