陳潤生院士：敢為天下先，從理論生物學(xué)到非編碼RNA
?陳潤生院士（2018年3月11日熊衛(wèi)民攝）
陳潤生，1941年生于天津，1959年考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“科大”）生物物理系，1964年畢業(yè)，被分配到中國科學(xué)院生物物理研究所，一直工作至今。1978-1980年，在吉林大學(xué)理論化學(xué)進(jìn)修班學(xué)習(xí)。1985-1987年，獲洪堡獎學(xué)金在德國紐倫堡大學(xué)從事量子生物學(xué)研究。2007年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。 在這次談話中，陳潤生院士從自己的成長經(jīng)歷出發(fā)，介紹了二十世紀(jì)五六十年代科大生物物理系學(xué)生受教育的情況和整個學(xué)校的精神風(fēng)貌。敢為天下先的精神一直貫穿于他的科學(xué)生涯，令他先后開拓了理論生物學(xué)、生物信息學(xué)、非編碼RNA等新的研究領(lǐng)域。
訪談時間：2018年3月11日
訪談地點(diǎn)：中國科學(xué)院生物物理研究所
受訪人 | 陳潤生
訪談人 | 熊衛(wèi)民、任安波
整理人 | 任安波、熊衛(wèi)民
責(zé) 編 | 程 莉
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熊衛(wèi)民（以下簡稱“熊”）：陳老師，我們正在從事科大生命科學(xué)學(xué)院院史的研究和編撰工作。您是科大生物物理系培養(yǎng)出來的杰出人才，因此我們很想拜訪您。我們主要想了解您的科學(xué)生涯，尤其想請您談?wù)勀涂拼蟮纳茖W(xué)。我們從您的生平開始談起，好不好？
陳潤生（以下簡稱“陳”）：好的。我的祖籍在浙江上虞，我的上一代就從南方遷到北方來了。我于1941年生于天津，從小在天津生活。
在老師鼓勵下考進(jìn)科大
熊：您的小學(xué)、中學(xué)都是在天津上的？
陳：是的，我在天津上的兩個學(xué)校都不錯，小學(xué)叫中營小學(xué)，中學(xué)叫天津師大二附中。我于1959年參加全國統(tǒng)考，考到了科大。
熊：當(dāng)時您填報了哪些學(xué)校的什么系？
陳：第一志愿就是科大生物物理系，第二志愿是科大數(shù)學(xué)系。之后的第三、第四志愿，我填的北大、清華。
任安波（以下簡稱“任”）：那您當(dāng)時為什么要報考科大生物物理系呢？
陳：因?yàn)?959年全國統(tǒng)一招考的簡章里面有科大生物物理系。我們的老師比較敏感。他們說，科大是中國科學(xué)院（以下簡稱“科學(xué)院”）辦的學(xué)校，面向前沿的，而生物物理是一個以前從來沒聽說過的專業(yè)，你成績好，去考吧。我剛高中畢業(yè)，并不了解多少大學(xué)和專業(yè)，老師鼓勵我報考，我就報了。我考得不錯，被第一志愿錄取了。
任：您那一屆科大生物物理系共錄取了多少人？
陳：大約50人，先分成兩個班，后來合并成一個班。系主任是貝時璋先生兼的，具體負(fù)責(zé)教學(xué)工作的是沈淑敏先生。
傾全科學(xué)院之力辦科大
陳：我們1959級是科大正式面向全國招生的第一屆，給我們上課的都是科學(xué)院的著名科學(xué)家，譬如華羅庚先生、關(guān)肇直先生、錢臨照先生、嚴(yán)濟(jì)慈先生等。龔升先生、王元先生他們相對年輕，就給我們做輔導(dǎo)。我還清楚地記得華羅庚先生的話：你們要想做出成績來，就要把書從薄讀厚，再把它從厚讀薄，需要經(jīng)過這樣一個凝練的過程。專業(yè)課方面，貝先生給我們講過生物物理緒論，還給我們做過一些報告。我記得他有浙江口音，很多人聽不懂，我聽起來還可以。當(dāng)時我有一個強(qiáng)烈的感覺，整個科學(xué)院傾巢而出，所有的知名科學(xué)家都在為培養(yǎng)我們這些年輕人而做貢獻(xiàn)。
我們生物物理系的同學(xué)，數(shù)學(xué)是跟數(shù)學(xué)系的同學(xué)一塊上、一塊考的，在混考時，我還考了前幾名。而我們的物理是跟物理系的同學(xué)一塊上的。應(yīng)當(dāng)說，老一輩科學(xué)家為把我們這些年輕人培養(yǎng)成交叉學(xué)科的人才，有很好的思考，也做了很仔細(xì)的安排。我覺得，當(dāng)時科大就有很明確的培養(yǎng)目標(biāo)，就是要培養(yǎng)一些從事尖端科研的人才。生物物理系也有很明確的目標(biāo)，要培養(yǎng)一些交叉學(xué)科的研究人員。即使現(xiàn)在搞生物物理的，像我們那樣的去學(xué)數(shù)學(xué)、物理的也很少。我非常感謝母校，她的培養(yǎng)使我能勝任交叉學(xué)科的工作。雖然我是生物物理所的人，但我在（國家自然科學(xué)）基金委已當(dāng)了約30年的數(shù)理方面的專家，當(dāng)了五屆基金委數(shù)理學(xué)部咨詢專家組成員；我在理論物理所也當(dāng)了30多年的學(xué)術(shù)委員；我還在數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院當(dāng)了幾年的學(xué)術(shù)委員。如果沒有在大學(xué)打下良好的數(shù)理基礎(chǔ)，一個搞生物的不可能去數(shù)理機(jī)構(gòu)做專家，是不會得到他們承認(rèn)的。
我覺得上科大對我的整個科研生涯有根本性的、至關(guān)重要的意義。要是沒有這樣一個綜合的錘煉過程，我是不可能將生物信息學(xué)研究做起來的。生物信息學(xué)是一個高度融合的學(xué)科，沒有這樣一些資本，你很難開展這方面的工作。
熊：課程方面，除了您剛才講的數(shù)學(xué)和物理，化學(xué)是不是也和化學(xué)系的同學(xué)一起修？
陳：化學(xué)好像是我們單獨(dú)修的。生物物理系的課程很多，數(shù)、理、化、天、地、生都學(xué)。當(dāng)時科大的學(xué)術(shù)氛圍很好，燈火輝煌，徹夜不滅，大家都自覺去學(xué)習(xí)，當(dāng)然客觀來講與課程比較多也有關(guān)。
熊：您有沒有感覺課程壓力太大？
陳：說老實(shí)話，我一點(diǎn)壓力都沒有?？荚囍埃疫€給班上其他同學(xué)做輔導(dǎo)。剛開始我并不清楚自己的學(xué)習(xí)排名情況，第一年考完了后，我們年級全5分的同學(xué)就三個，分別是王志珍、沈鈞賢和我。從那以后，大家就都知道是誰名列前茅了。在五年的大學(xué)生涯中，我們?nèi)齻€的成績一直都非常優(yōu)秀。
熊：當(dāng)時開了哪些生物方面的專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課？來上課的是哪些老師？
陳：專業(yè)方面的課程也挺多，胚胎、細(xì)胞、遺傳、植物，都學(xué)過。在我的印象中，后來工作時沒有遇到過毫不了解的學(xué)科。至少學(xué)過一點(diǎn)，有些是學(xué)校教的，有些可能是我自己平時自學(xué)的。生物物理系的課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)說是比較全的，大概傳統(tǒng)的生物分類方面的課程少一點(diǎn)。
專業(yè)方面的課程，都是貝時璋先生、沈淑敏先生組織的。生物物理所全所動員，很多專家都來給我們上過課。有的課是每人講一段。外所也有專家來，記得胚胎學(xué)是動物所葉毓芬老師來講的，她是童第周先生的夫人，給我們講胚層怎么翻轉(zhuǎn)，外胚層怎么轉(zhuǎn)到內(nèi)胚層去?？偠灾?，當(dāng)時把科學(xué)院北京地區(qū)最強(qiáng)的班子組織了起來，給我們這些學(xué)生講課。我現(xiàn)在也到中國科學(xué)院大學(xué)講課，我覺得我們跟當(dāng)年的老師相比，還是有差距的。
任：您在國科大講哪門課？
陳：講生物信息學(xué)。這是個“精品課程”，我講30年了，現(xiàn)在每年大約有600到800人來聽課。學(xué)生太多，只能在禮堂里講。不只生物方面的學(xué)生，學(xué)數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理的學(xué)生也來聽。
熊：您在科大上學(xué)時，除了課程，平時講座多不多？
陳：講座也有，但沒有現(xiàn)在多。有些是科學(xué)知識方面的，也有些就是個人成長方面的，不是很頻繁。
出身特別 奮發(fā)圖強(qiáng)
熊：學(xué)校當(dāng)時有沒有給你們提供助學(xué)金、獎學(xué)金？
陳：助學(xué)金應(yīng)當(dāng)是可以申請的，沒聽說過科大有哪一個同學(xué)因?yàn)榧彝ダщy而上不了學(xué)的。反正自己交得起學(xué)費(fèi)、生活費(fèi)就自己交，交不起的話就可以申請助學(xué)金。我沒有申請過，雖然我家庭不是很富裕，但交學(xué)費(fèi)并沒有困難。我們這一級有很多同學(xué)來自高級知識分子家庭或高級干部家庭。比如郭沫若的閨女郭庶英跟我同班，同仁醫(yī)院著名眼科專家張曉樓的女兒也在我們班。我當(dāng)時在政治上其實(shí)是有些壓力的?，F(xiàn)在我可以告訴大家了?？谷諔?zhàn)爭時，我父親參加過國民政府派往緬甸的遠(yuǎn)征軍?，F(xiàn)在這當(dāng)然是一段很光榮的歷史啦，我還特意去云南騰沖到遠(yuǎn)征軍的烈士碑中找過他的名字。
熊：您父親在遠(yuǎn)征時犧牲了？
陳：很可能。30萬人遠(yuǎn)征，最后回來的就幾萬人。云南騰沖有一個國殤墓園，一整面墻上刻了10萬遠(yuǎn)征軍將士的名字，還有十幾萬人連名字都沒留下。還好，我父親的名字在里面。我到騰沖去找過幾次，以前都沒有找到。前年我去的時候，正好碰見一個講解員。我說我父親是遠(yuǎn)征軍，他說，現(xiàn)在墓碑上10萬人的名字都錄入計(jì)算機(jī)了。我就把名字寫給他，他很快就告訴我，我父親的名字在第25區(qū)的第幾塊墓碑上。我到那兒一找，馬上就找到了，他的名字是：陳文仲。
?云南騰沖國殤墓園
?中國遠(yuǎn)征軍名錄墻（陳潤生院士提供）
?有陳潤生院士父親名字的那部分墻體（陳潤生院士提供）
熊：這碑是近些年才建起來的嗎？
陳：應(yīng)當(dāng)在1940年代就建了。我講這些，不是要為自己宣揚(yáng)什么，只是想說，現(xiàn)在能正面看待這些遠(yuǎn)征軍將士，我們作為后代就已經(jīng)滿足了?，F(xiàn)在大家都非常清楚，遠(yuǎn)征軍毫無疑問是抗日的。
熊：對，他們是抗日英雄。您父親是抗日英烈。
陳：他是在南開上學(xué)的。他們年輕人有抗日熱情，冒著生命危險從日本占領(lǐng)區(qū)跑出去。參加中國遠(yuǎn)征軍后，不知道是犧牲在云南還是緬甸。因?yàn)楦赣H的關(guān)系，1960年代我讀書時還是有點(diǎn)壓力的，所以我更傾向于把學(xué)習(xí)搞好。我的學(xué)習(xí)非常之好。
熊：哎，這種身份當(dāng)時還居然會受歧視！
陳：我們班里的同學(xué)大多出身較好，很少有像我這樣的。有可能是我多心，但當(dāng)時多少感到了一些異樣的目光。
任：所以您很少在學(xué)校提起父親？
陳：是的，我很少說。但同學(xué)里有個別人是知道的。
任：您對父親有印象嗎？
陳：沒有。因?yàn)樗叩臅r候我才一歲。當(dāng)時天津已經(jīng)淪陷，他和其他一些熱血青年冒著生命危險沖過封鎖線偷渡出去，先到西安，后來加入遠(yuǎn)征軍，在孫立人的部下做一個小軍官。我父親犧牲的時候也就二十多歲，我母親也是二十多歲，帶著我這么一個小孩子她怎么生活？所以后來改嫁給了一個工人。估計(jì)科大錄取我，是因?yàn)槲覍W(xué)習(xí)極端優(yōu)秀。副系主任沈淑敏老師很欣賞我，向別人介紹我時總說我是才子。我的家庭出身現(xiàn)在當(dāng)然沒問題了，不但沒問題，還是很光榮的了，但當(dāng)時，卻給了我一些壓力。我將壓力變成了動力。因?yàn)橐粋€人，如果不想墮落，你就得奮起。我當(dāng)時覺得，哎呀，怎么辦？我的出路就在于把自己能做的事做得好上加好。學(xué)習(xí)對我來說其實(shí)不算什么，我覺得很容易。
熊：你們上學(xué)時國家已經(jīng)進(jìn)入困難時期了，很多地方都發(fā)生了饑荒。這方面您有體會嗎？
陳：哎呀，體會太多了。我們在玉泉路食堂吃飯時，8個人就一盆飯，然后均等地劃成8份。班里的高干子女在學(xué)校時也在食堂吃和我們一樣的飯。
熊：有沒有浮腫的？
陳：同學(xué)中有浮腫的，我還好。那時候年輕，我沒太理會這方面的事。
熊：那段時間還鍛煉身體嗎？
陳：我一向不太注意鍛煉身體。到現(xiàn)在還是一不養(yǎng)生，二不鍛煉，順其自然。學(xué)校里組織的那些體育活動我都參加，除此之外，我沒有刻意鍛煉過。
熊：一有空余時間您就學(xué)習(xí)去了？
陳：在上課、寫作業(yè)之外，我還會有一些空余的時間。那當(dāng)然不能無所事事浪費(fèi)掉。我會利用那些時間讀點(diǎn)東西，有時候也看些小說，我很愛看《福爾摩斯》。
熊：是看中文版還是英文版？
陳：以中文版為主，偶爾也看點(diǎn)英文版。我們這代人中學(xué)階段學(xué)的都是俄語，到科大之后學(xué)第二外語，我才學(xué)英語。
熊：大學(xué)里面還學(xué)俄語嗎？
陳：我們第一外語還是俄語，第二是英語。“文革”過后我考上洪堡獎學(xué)金留學(xué)德國，到那兒后又學(xué)了德語。
熊：當(dāng)時科大圖書館書多嗎？
陳：多。我經(jīng)常到圖書館借書看。
熊：高年級時，你們是不是改到中關(guān)村這邊來上課呢？
陳：對，在一分部上課，就住在中關(guān)村。那時以上專業(yè)課為主，有時會去所里參觀，與研究室的研究人員交流。
熊：去什么研究所參觀？除了生物物理所，還去別的所，比如動物所、植物所嗎？
陳：以生物物理所為主，很少去別的研究所。后來，我的畢業(yè)論文也是在生物物理所做的。
熊：在哪個實(shí)驗(yàn)室跟哪位老師做呢？
陳：我在放射生物學(xué)研究室做的論文，研究放射線對酶的活性的影響。當(dāng)時并沒有明確地定哪個是導(dǎo)師，基本是跟研究室搞輻射的老師一起做。
熊：你們那時候做的工作發(fā)表了嗎？
陳：沒有。因?yàn)轳R上就“文化大革命”，就不再發(fā)表什么東西了。那段時期的工作有結(jié)果，但是沒發(fā)表。
熊：當(dāng)時生物物理所主要從事哪些研究？
陳：生物物理所屬于04單位，接受科學(xué)院下達(dá)的國防任務(wù)，主要圍繞核爆炸和上天這兩個任務(wù)來開展工作，一攤研究核輻射的生物效應(yīng)，一攤研究宇宙生物學(xué)。當(dāng)然現(xiàn)在生物物理所的研究方向發(fā)生了極大的變化。
畢業(yè)生的去向
熊：您1964年畢業(yè)，然后就被分到生物物理所來了？
陳：對，我們年級大概有16個人分到了所里。生物物理系1959級總共有約50個同學(xué)，中間因生病等原因，有幾個掉隊(duì)的，所以1964年只有四十多個畢業(yè)，大概有1/3的人分到生物物理所。
熊：另外2/3的畢業(yè)生分到了什么地方呢？
陳：去高校、部隊(duì)、醫(yī)科院、科學(xué)院其他機(jī)構(gòu)，等等。基本都分到了中央部門。
熊：當(dāng)時有沒有同學(xué)考研究生？
陳：有，但很少。沈鈞賢考了。前面說過，我們班有三個學(xué)習(xí)很好的同學(xué)，其中，沈鈞賢考了研究生，而我和王志珍沒考。
熊：當(dāng)時您想做研究嗎？
陳：想。但我并不認(rèn)為考研究生是做好研究工作的唯一出路。我更傾向于做一些全新的東西。雖然我并沒有表現(xiàn)出來什么驕傲的情緒，但我多少還是有些自信，我想自己做一些新的探索。
參加了兩期“四清運(yùn)動”
熊：在你們畢業(yè)前后，開展了“四清”運(yùn)動。您有沒有參加？
陳：我參加了。畢業(yè)之后參加的。我非常完整地上完了五年大學(xué)，期間基本沒有什么大的運(yùn)動。因?yàn)槭苓\(yùn)動沖擊相對較小，接受了嚴(yán)格的基礎(chǔ)科學(xué)訓(xùn)練，所以我們這一級的學(xué)科基礎(chǔ)還是打得蠻好的。
熊：您是哪一年參加“四清”的？
陳：從1965年初到1966年底。我參加了兩期“四清”運(yùn)動。剛畢業(yè)就參加，當(dāng)時幾乎所有畢業(yè)的大學(xué)生都要參加“四清”。第一期大約進(jìn)行了10個月，我們到山西洪洞縣，和農(nóng)民同吃、同住、同勞動。
熊：第二期是在哪里進(jìn)行的呢？
陳：還是在山西，換到了運(yùn)城縣。記得那時候我的毛衣的每一個眼里都長了虱子，還有很多跳蚤，這是我從來都沒有經(jīng)歷過的。當(dāng)時大家都一樣，不管是來自高干家庭的，還是來自高級知識分子家庭的，還是來自工人家庭的，都變得跟農(nóng)民一樣?，F(xiàn)在回想起來，受點(diǎn)苦也沒什么不好，至少讓我們得到了鍛煉。經(jīng)歷過這些之后，我們的抗壓能力增強(qiáng)了。
熊：那個時候主張知識分子勞動化、知識分子工農(nóng)化。
陳：是的，當(dāng)時郭庶英也跟我們在一起。我們到農(nóng)村去宣講中央政策什么的。參加完第一期“四清”后，科學(xué)院又把其中的骨干挑出來放到第二批，我就這樣被選了出來，所以又參加了第二批。
從仿生學(xué)開始科研生涯
熊：1964年您被分到了生物物理所的哪個研究室工作？
陳：仿生研究室。貝先生一貫主張面向前沿、學(xué)科交叉，除搞輻射、宇航外，還抽調(diào)人成立了理論（生物學(xué)研究）室，后來這個室一部分變成了仿生研究室。為什么要研究仿生呢？因?yàn)閲佬枰恍┓浅?chuàng)新的東西。比方說壁虎僅靠吸盤，就能支撐它那么重的身體；再比如說海里的魚能游得那么快，阻力那么小。為什么？能不能模仿并加以應(yīng)用？要探究生物的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展這些東西，就需要不斷地去創(chuàng)新。以貝先生為首的生物物理所老一輩科學(xué)家于是決定建立一個專門的仿生室。當(dāng)時仿生室的主任是鄭竺英先生，她是一個非常嚴(yán)謹(jǐn)、很受大家尊敬的人。研究室分給我的任務(wù)是研究魚是如何在水中減少阻力的，希望能建立模型，改變我們的潛艇，改變我們的船的動力學(xué)特征。
可我們還沒怎么開展工作，就下去“四清”了。然后又是“文化大革命”。我既不是造反派，也不是保守派，而是中間派。由于環(huán)境很不正常，那些年做科研非常困難。我只是抑制不住地讀了一些書，寫了一點(diǎn)理論文章。
1976年末1977年初，出現(xiàn)一些新動向，看似“文革”要結(jié)束了。此時沈淑敏先生把我和王家槐找了過去，說：科研工作可能要開始了，純理論工作不需要什么條件，現(xiàn)在就可以開展。你們倆誰樂意去做理論工作？現(xiàn)在有一個機(jī)會，吉林大學(xué)的唐敖慶先生要辦一個量子化學(xué)學(xué)習(xí)班，所里準(zhǔn)備派一個數(shù)理基礎(chǔ)好的人去學(xué)習(xí)，為以后開展理論工作做準(zhǔn)備。王家槐和我方向不同，我偏向于仿生學(xué)，而他在搞晶體學(xué)。由于他是胰島素晶體測定工作的骨干，且這項(xiàng)研究正在出成果，后來沈先生決定讓我去。
就這樣，從1978年到1980年，大約有一年半的時間，我在吉林大學(xué)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了量子理論。課程全部由唐先生和他的八大弟子來講，講了好多我在大學(xué)沒學(xué)過的內(nèi)容。唐先生給我留下了很深的印象。這位老先生戴著3000度的近視眼鏡，根本就看不見我們。他拿著一支粉筆，從上課到下課，就在黑板上給我們推公式。他給我們講了將近50個學(xué)時的量子力學(xué)，一次講半天三個多小時，全部都是現(xiàn)場一步一步推導(dǎo)公式，所有的公式都印在他的腦子里，基本功之好，令我十分佩服。他的八大弟子給我們講群論等，后來他們大部分都當(dāng)了院士。
1980年我回到所里，開始做生物大分子的理論計(jì)算。先搞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算，既包括空間結(jié)構(gòu)也包括電子結(jié)構(gòu)。后來又?jǐn)U展到遺傳密碼的序列分析，對遺傳密碼的序列特征做了一些獨(dú)立的探討。記不清是1982年還是1983年，在一個學(xué)術(shù)會議上，我遇到了內(nèi)蒙古大學(xué)的羅遼復(fù)教授，發(fā)現(xiàn)他也在做遺傳密碼分析。我和他是國內(nèi)最早做DNA序列分析的兩個人。他比我年長，是北京大學(xué)胡寧院士的高足，為支邊而到了內(nèi)蒙。
毛遂自薦加入人類基因組計(jì)劃
陳：1980年代末美國在討論所謂遺傳密碼，并提出了人類基因組計(jì)劃。我判斷這一定是人類生物醫(yī)學(xué)史上一件大事，所以很關(guān)心相關(guān)動態(tài)，尤其關(guān)心國內(nèi)是否有人想做此事。后來我知道，1990年國際人類基因組計(jì)劃一啟動，吳旻先生就在想辦法推動這個事。吳先生是科學(xué)院生物學(xué)部副主任、基金委生命科學(xué)部主任。他找了兩位年輕人，一位是陳竺，一位是強(qiáng)伯勤，和他們倆討論如何在中國實(shí)施人類基因組計(jì)劃。獲知這個消息后，我就主動去跟吳先生接觸。他不認(rèn)得我，他和他組織的這批人都是醫(yī)學(xué)界的。
熊：吳旻當(dāng)時是在協(xié)和？
陳：吳旻在協(xié)和腫瘤醫(yī)院，強(qiáng)伯勤在醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)所，陳竺在瑞金醫(yī)院。我向吳先生表示，如果咱們國家要開展人類遺傳密碼研究，希望能把我也吸納進(jìn)來。我在“文化大革命”期間就寫了一些論文，發(fā)表的論文比周圍的人要多，在1983年就當(dāng)了副研，1989年當(dāng)了正研。
熊：1980年代升高級職稱可不容易。在同齡人中，您升得是很早、很快的。
陳：是的，但跟吳旻相比，我還是小學(xué)生。為了打動吳先生，我講了三方面的內(nèi)容。第一，談?wù)勎覍z傳密碼和人類基因組研究的認(rèn)識，向他展示我對我想?yún)⑴c的這個事情的高度的理解。第二，我講了自己的學(xué)術(shù)經(jīng)歷，并告訴他我的特長是搞理論分析。而據(jù)我所知，吳先生正在組織的這個隊(duì)伍全都是醫(yī)學(xué)專家，都是第一線搞實(shí)驗(yàn)的，沒有任何一位做理論分析的。我說，若讓我參加，我也許能做一些跟別人不一樣的工作。第三，我知道當(dāng)時研究經(jīng)費(fèi)非常緊張，我說我不要任何錢，無需考慮給我任何資助，只要讓我做事就好了。
吳先生當(dāng)時沒有表態(tài)，只是說：“我跟他們商量一下?！焙髞?，他們就讓我參加了。我非常感謝吳先生，要沒有他給我這個研究機(jī)會，我后來未必能搞生物信息學(xué)研究。
1993年，基金委給中國的第一個人類基因組計(jì)劃撥了300萬元。在當(dāng)時，300萬可是一筆大錢啦！第一次會是在上海召開的，通知我去參加，分了一部分工作給我，并給我了一筆經(jīng)費(fèi)。做得好是可以追加經(jīng)費(fèi)的，后來又給我追加了經(jīng)費(fèi)。從這項(xiàng)工作起，我就開始了生物信息學(xué)研究。不謙虛地說，當(dāng)時國內(nèi)從事狹義的生物信息學(xué)研究的就我一個人。他們那些搞理論的人，不是把它作為遺傳密碼，而是只作為物理的一條數(shù)據(jù)帶來分析的。而國際人類基因組計(jì)劃中是將其作為生物信息學(xué)來研究的。后來我就全部轉(zhuǎn)到了生物信息學(xué)領(lǐng)域，直至當(dāng)下。我覺得這比理論上去算蛋白質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)更加落實(shí)，因?yàn)闇y結(jié)構(gòu)有很多實(shí)驗(yàn)的辦法，理論研究在其中不能起主導(dǎo)作用，而且，遺傳密碼是客觀的，不會像結(jié)構(gòu)模擬與預(yù)測那樣出現(xiàn)誤差。
開創(chuàng)生物信息學(xué)
熊：您前面提到給學(xué)生上了30年的生物信息學(xué)課程。那就是說，從1988年就開始上了？
陳：對。1985年到1987年我在德國?；貋硪院笏麄兙妥屛胰ド险n。記得剛開始我既講蛋白結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算，又講DNA序列分析，后來，遺傳密碼方面的份量越來越大，而蛋白方面的份量越來越小。到1995年以后，就基本上都講狹義的生物信息學(xué)了。課堂上學(xué)生的人數(shù)越來越多，從最初的二十多人，變成了現(xiàn)在的800多人。之所以學(xué)生越來越多，我覺得主要是因?yàn)檫z傳密碼越來越受人們的關(guān)注。當(dāng)然啦，在這30年當(dāng)中，我也積累了一些講課經(jīng)驗(yàn)，不斷更新自己的講課內(nèi)容。我一節(jié)課至少講五六個笑話，讓他們既聽了知識，也不覺得那么乏味。這是一門選修課（近幾年已經(jīng)成為學(xué)位課了），不選是可以的，不聽我其實(shí)也沒辦法，但還是有越來越多的人選，而且，課上很少有人開小差。
熊：那您在德國是不是學(xué)過生物信息學(xué)？
陳：我在德國搞的是生物大分子，包括核酸和蛋白的電子結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算。我的德國老板是專門做理論生物學(xué)的。
熊：生物物理所很早也設(shè)了理論生物學(xué)研究室？
陳：對，我再說一下這段歷史。1960年代，貝先生就在所里成立了理論室。“文化大革命”開始后，這個室就中斷了，直到1979年左右才重新建立。
熊：您前面不是說過理論室變成仿生室了嗎？
陳：專門做仿生，那就不再是理論室了。整個改成為軍工服務(wù)，理論室就沒有了。大約1979年，貝先生找到了徐京華先生。徐先生是位紅色科學(xué)家，在西南聯(lián)大念書時就是地下黨的支部書記，解放后不再做政治工作，而是從事業(yè)務(wù)研究。1980年代后期，昆明邀請徐先生去訪問，他帶了我跟丁達(dá)夫去。記得是由當(dāng)時云南省人大常委會主任招待的，一路上規(guī)格都很高。那位主任也是西南聯(lián)大地下黨的，他說徐先生是他的老領(lǐng)導(dǎo)。徐先生還帶我們?nèi)タ次髂下?lián)大學(xué)生從軍紀(jì)念碑，在那里我們看到了鄒先生的名字。
熊：鄒承魯先生？
陳：對呀。徐先生給我們講了不少西南聯(lián)大的軼事。他說，他在聯(lián)大當(dāng)支部書記時，鄒承魯在一個小鋪打工，一邊學(xué)習(xí)一邊賣東西。
跟徐先生接觸后，我發(fā)現(xiàn)他有很多哲學(xué)思考，有哲學(xué)家味。我估計(jì)這跟他在西南聯(lián)大做過黨的書記有關(guān)。他沒有從事過任何實(shí)驗(yàn)研究，一輩子都在做理論工作。大約1979年時，貝先生把徐先生請來，說我們還是要建立理論生物學(xué)這攤，請他來做室主任，做一個跨所的室主任，兼管上海生化所和北京生物物理所的理論生物學(xué)研究。徐先生是室主任，下面有三個骨干，一個是丁達(dá)夫，一個是王寶翰，還有一個是我。他們兩位都是搞數(shù)學(xué)的，而我是科班的生物物理，徐先生帶著我們?nèi)齻€開展理論生物學(xué)研究。所以說，并不是我一個人單槍匹馬做理論研究，實(shí)際上這是出于所里的安排。所里安排我去吉林大學(xué)學(xué)習(xí)，不久后又在北京成立了理論生物學(xué)研究室，我回來后就加入了這個非常好的團(tuán)隊(duì)——不要管它是人多還是人少，因?yàn)楦憷碚摫緛砭筒恍枰嗌偃恕?/p>
那個時候徐先生兩邊跑，差不多一半時間在北京，一半時間在上海。在1980年代，貝先生還跟理論物理所所長彭桓武先生談過在學(xué)術(shù)上如何才能交叉，同時把徐京華先生引薦給彭桓武。彭先生也非常注意學(xué)科交叉。在那之后，我們就經(jīng)常去理論物理所討論問題。從1993年起，我跟郝柏林先生接觸得很頻繁。他那時候就對生物學(xué)感興趣了，1997年后他把精力主要投到理論生物學(xué)上，后來更是到復(fù)旦大學(xué)做教授去了。這也是我們?nèi)诤系慕Y(jié)果。
熊：也就是說，貝先生先組織了北京、上海的一些生物學(xué)家研究理論生物學(xué)，然后你們又跟理論物理學(xué)家經(jīng)常在一起討論，讓他們也加入到了理論生物學(xué)的探討中來？
陳：對。理論生物學(xué)的第一個問題當(dāng)然是遺傳密碼了，再大也大不過遺傳密碼，所以我那時候就去搞遺傳密碼的分析了，后來更是一個人擠到了吳旻先生組織的人類基因組研究隊(duì)伍中，搞實(shí)打?qū)嵉挠?xùn)練。當(dāng)時隊(duì)伍里就我一個是搞理論的，我的任務(wù)是從測定出的DNA序列中找基因。用傳統(tǒng)的辦法老找不到，這就促使我們發(fā)展出一些原創(chuàng)性的方法。1990年代初，有幾位中國學(xué)者獨(dú)立地提出了三種分析基因組序列的方法。一個是內(nèi)蒙古大學(xué)羅遼復(fù)教授的遺傳密碼分析的信息理論，用信息論的方法來去挖掘遺傳密碼中的內(nèi)涵。一個是南開大學(xué)張春霆教授的幾何學(xué)理論。他建立了一個幾何學(xué)的表示法，按照一定的規(guī)則，把一維的DNA序列折疊成空間構(gòu)象。使其生物規(guī)律的表達(dá)更為突出、明確。還有一個是我提出的密碼學(xué)理論，就是用破譯軍事或商業(yè)密碼的一些基本參數(shù)和思路去解析DNA。
1993年，我把我們的想法講給郝柏林先生聽。他是搞理論物理的，比我們功底深，覺得這個東西很有味道，也就越來越對生物信息學(xué)感興趣了。還有清華大學(xué)的李衍達(dá)院士，也于1990年代中加入到生物信息學(xué)研究中來。由于他們這些著名科學(xué)家的加入，中國生物信息學(xué)的研究隊(duì)伍壯大了，所研究的范圍也是越來越廣。
但即使用了幾何學(xué)的方法、信息論的方法，以及我自己建立的密碼學(xué)的方法，在分析實(shí)打?qū)嵉倪z傳密碼時，仍然很難找到基因。這令我非常迷茫，覺得自己太落后太笨了。好在這是一個有六國科學(xué)家共同參與的大項(xiàng)目。后來交流的時候，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，在找基因方面，美國人也發(fā)現(xiàn)得很少，歐洲人也發(fā)現(xiàn)得很少，日本人也發(fā)現(xiàn)得很少。慢慢的，大家就形成了猜測：是不是人的遺傳密碼中真正用于編碼蛋白的序列很少？這也就是非編碼的設(shè)想：認(rèn)為人類基因組中絕大部分序列都不是用來編碼蛋白質(zhì)的，是非編碼序列。
我自己的課題組從1993年起全力轉(zhuǎn)到非編碼基因組的研究，這在國內(nèi)是第一家。我當(dāng)時做了一個選擇：與其搞大家都知道的事，還不如搞不知道的事。1993年，我就在理論物理所做過非編碼方面的報告，引起了彭桓武先生和郝柏林先生很大的興趣。在大家忙著搞蛋白，發(fā)現(xiàn)新基因的時候，我就在搞非編碼了。這比國內(nèi)的一般的研究組早了至少十年。剛開始時，這方面的工作不被大家認(rèn)可，我還感到了一些壓力，現(xiàn)在當(dāng)然沒壓力了，因?yàn)榇蠹叶家呀?jīng)知道非編碼非常重要了。一個人的遺傳密碼，只有3%用來編碼蛋白，你干嘛不研究另外的97%??？那里該會有多少新東西！
要在這個領(lǐng)域里有些影響，就一定得有一個恒久性的東西記錄在那兒?；谶@種考慮，我當(dāng)時就建立了一個收集非編碼所有元件的數(shù)據(jù)庫——NONCODE。這是迄今為止國際上相關(guān)資料最全的數(shù)據(jù)庫，用戶很多，點(diǎn)擊率很高。我去澳大利亞、美國參加國際會議，他們總是最先提到這個數(shù)據(jù)庫，說他們也在用我們建立的這個數(shù)據(jù)庫。
熊：你們當(dāng)年做人類基因組計(jì)劃時，是不是幾個國家的科學(xué)家經(jīng)常在一起交流？
陳：對，經(jīng)常交流。我們從中學(xué)起就學(xué)中心法則。DNA復(fù)制出信使RNA，信使RNA再翻譯成蛋白質(zhì)，這個生命活動的中心法則已經(jīng)深深鑲嵌到每個人的知識結(jié)構(gòu)之中。一般都是這么認(rèn)為的，所以我們當(dāng)初并沒有懷疑，測出遺傳密碼后就想找到編碼蛋白的基因在哪兒。經(jīng)過一兩年，在DNA鏈的很多地方都找不到基因，大家才開始從另一個角度來考慮，是不是基因就是少？在某種意義上，這是跟中心法則抗?fàn)幍慕Y(jié)果。后來，就得到了占97%的絕大部分DNA鏈其實(shí)都不是編碼蛋白質(zhì)和多肽的結(jié)論。得到這個印象后，我沒想別的，也不再發(fā)展找基因的方法了，而是把我組里的人全部轉(zhuǎn)來研究那97%的非編碼。我們一點(diǎn)都不比美國斯坦福大學(xué)后來獲得諾貝爾獎的安德魯·法爾（AndrewFire）的工作晚，因?yàn)樗瞧恼率?996年發(fā)表的，而我們1993年就開始搞了。換句話說，我們跟他都是各自獨(dú)立同時起步的。遺傳密碼的絕大部分其實(shí)并不編碼蛋白，這個事實(shí)明確以后，一部分敏感的人肯定會轉(zhuǎn)到這方面的研究來。當(dāng)時國內(nèi)以真實(shí)的遺傳密碼序列為研究材料的人很少，所以自己把非編碼研究作為研究課題轉(zhuǎn)向的對象，這個判斷是正確的。
熊：我學(xué)的生物學(xué)知識比較淺，只知道中心法則。非編碼到底能起哪些作用，您能給我們介紹介紹嗎？
陳：現(xiàn)在知道蛋白質(zhì)參與的幾乎所有的生命過程，非編碼序列及其表達(dá)產(chǎn)物也都參與。這97%的非編碼雖然不是基因，但它也會轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄出來的RNA就叫非編碼RNA。既然也從DNA雙股鏈上復(fù)制出來了，它也一定會有作用。這個東西也折疊，折疊成跟蛋白質(zhì)一樣有空間結(jié)構(gòu)的分子?，F(xiàn)在我們知道，它參與生物體內(nèi)所有重要的生物學(xué)過程，它的突變也能導(dǎo)致腫瘤，比如說白血病?，F(xiàn)在醫(yī)院不會去檢查這97%的非編碼，所以大部分的腫瘤分子標(biāo)記物都還不能成功檢測，能檢測出來的只是極少的一部分。大部分東西因?yàn)闆]有檢測出來，所以你也不知道它的分子背景是什么，當(dāng)然也就不能有效的治療?，F(xiàn)在腫瘤的分子診斷實(shí)際上還處在早期的階段，大部分信息沒有利用。其他的生物學(xué)過程，譬如生長發(fā)育也離不開這97%。換句話說，這97%跟3%是相輔相成的，缺了誰都不能形成完整、正常的個體，所以非編碼的重要性是非常清楚的。
熊：非編碼RNA不經(jīng)過核糖體，不表達(dá)成蛋白質(zhì)，就作為RNA直接參與生理功能？
陳：對，RNA直接起作用。蛋白質(zhì)起作用的機(jī)制是什么？就是因?yàn)樵诤颂求w產(chǎn)生的氨基酸序列被折疊成固定的空間結(jié)構(gòu)，然后這個空間結(jié)構(gòu)通過電磁力跟其他分子產(chǎn)生了相互作用。非編碼RNA不在核糖體上進(jìn)一步做蛋白，但它自己是可以折疊的，也折疊出一個結(jié)構(gòu)來，這個結(jié)構(gòu)也是大分子，跟蛋白質(zhì)沒有多少區(qū)別，也會產(chǎn)生電磁力，它碰上蛋白質(zhì)就跟蛋白質(zhì)作用，碰上另外的核酸就跟另外的核酸作用。過去我們的腦子里沒有核酸，只是研究蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用。其實(shí)很多的生理功能，是蛋白質(zhì)跟核酸相互作用的結(jié)果。這方面的研究將會越來越豐富的。
熊：我對生物物理所也比較關(guān)注。成立之初，生物物理所主要做宇宙生物學(xué)、放射生物學(xué)，后來其研究方向是怎么變化的？
陳：對，剛開始主要搞放射生物學(xué)和宇宙生物學(xué)，后來增加仿生學(xué)?！拔母铩币詠?，因?yàn)閰⑴c胰島素晶體結(jié)構(gòu)測定項(xiàng)目和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸項(xiàng)目，又帶動了對生物大分子的研究。全國科學(xué)大會后，基礎(chǔ)研究得到重視，研究所又開展了理論生物學(xué)研究，其中一些人做理論建模的用到了神經(jīng)科學(xué)。1980年代以來，主要研究生物大分子和神經(jīng)科學(xué)，在這兩個方向都建了國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，而以前那些面向國防的研究則越來越弱了。應(yīng)當(dāng)說，在“文革”結(jié)束以后沒有幾年就完成了這個轉(zhuǎn)型。
我在生物物理所是特立獨(dú)行的人，我的方向跟絕大部分人都不一樣。這并不是說我在體制外一個人瞎闖，我得到了所里的允許和支持，一直在做一些全新的事。所里給了我創(chuàng)新的空間，這是我很感激的。在這個寬松的環(huán)境中，我沒有受到什么干預(yù)，我想做生物信息學(xué)就做生物信息學(xué)，想做非編碼就做非編碼。當(dāng)然我自己覺得我的抉擇是科學(xué)的，我也認(rèn)真在做，我并沒有辜負(fù)貝先生、沈先生等人給我的自由空間。
熊：貝先生本人也在做一些理論生物學(xué)的研究吧？他也領(lǐng)導(dǎo)了一群人做細(xì)胞重建研究，對不對？
陳：對，但他的理論研究與我們的不一樣。他提出一些生物方面的理論假設(shè)、理論框架，并不用數(shù)學(xué)和物理，而我們在很大程度上要建模，要建立一些數(shù)學(xué)模型。我們經(jīng)常跟郝柏林、鄭偉謀、歐陽鐘燦等人討論，我們的工作語言就是一大堆公式，他不是這樣的。
熊：您怎么看待貝先生的細(xì)胞重建研究？這個工作在生物界是有爭議的。
陳：爭議主要在于：細(xì)胞是高度復(fù)雜、高度有序的生命體，在一個很短的時間尺度里，在一堆渙散的分子中重建這個序，從計(jì)算和形成的復(fù)雜度來講，恐怕是不太可能的。我個人從來沒有參與過這方面的研究。我是個搞理論的人，腦子里多少有一些定量的概念。我覺得，直接從分子層面來建構(gòu)細(xì)胞的信息體系，恐怕是很困難的。我接觸過的搞理論生物學(xué)的這些人，都是這樣的想法，但大家很少說這個事。因?yàn)樨愊壬俏覀兒茏鹁吹娜耍瑢χ袊镂锢韺W(xué)的發(fā)展起了關(guān)鍵的作用，他畢竟提出了一個全新的想法，對他的想法你可以存疑，可以保留自己的看法。
熊：您現(xiàn)在跟科大生命科學(xué)學(xué)院聯(lián)系的多嗎？
陳：我現(xiàn)在每年都去一次，基本上是講兩個半天。禮拜六上午去，下午作一個生物學(xué)前沿講座，然后禮拜天上午再給貝時璋班做一個講座，講完我再回來。
（本文獲中國科大新創(chuàng)校友基金會資助，摘自即將出版的《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)訪談錄》一書，《科學(xué)春秋》獲整理者授權(quán)刊發(fā)。）
