沈善炯
沈善炯(1917-2021)
沈善炯，1917年4月13日，沈善炯先生出生于江苏吴江。1942年7月毕业于昆明西南联大理学院生物系，8月至清华大学农业研究所任研究助教，1944年9月至华中大学理学院任讲师，1945年9月至四川北碚中央研究院植物研究所任助理研究员，1946年9月至北京大学理学院任研究助教，1948年1月赴美国加州理工学院深造并获得博士学位，1950年9月听从祖国召唤，回国途中在日本被扣留。1951年11月至浙江大学医学院生化科任副教授。1952年转到中国科学院实验生物研究所植物生理研究室任副研究员。1960年任中国科学院上海微生物研究所研究员、副所长。1962年中国科学院上海微生物研究所并入上海植物生理研究所后任研究员、副所长。1980年当选为中国科学院学部委员（院士）。1996年任中国科学院主席团成员。1952年加入九三学社。1958年加入中国共产党。1984年，受上海交通大学邀请协助筹建生物科学与技术系并任荣誉教授。1977年至1988年，分别担任上海市第五届、第六届政协常委。曾任中国遗传学会副理事长、中国微生物学会理事、中国生化学会理事等职。因病医治无效，于2021年3月26日22时10分在上海逝世，享年103岁。
沈善炯早年从事抗生素和微生物生化的研究。对于金霉素和链霉素生物合成的研究，取得了重要的理论突破，对我国的抗生素生产做出重要贡献。对于大肠杆菌和链霉菌的生化研究中，获得了突破性的研究成果，在学术上和生产上都有重要价值。
20世纪70年代起，沈善炯利用肺炎克氏杆菌，研究自生固氮细菌的基因结构、表达和调节的一系列遗传学问题。在固氮基因的结构、表达和调节的分子机制方面，取得了开创性的成就，系统阐明了固氮基因受氧、铵和温度的调节均通过固氮正调节基因nifA的作用机理，提出了双层次调节学说。这个学说已被证实并在生产实践中得到应用。这些工作引起国际分子遗传学界的巨大反响，获得国际同行的高度评价，被誉为固氮基因分子遗传学研究领域最出色的成就之一。
20世纪80年代开始，沈善炯的实验室开展根瘤菌共生固氮的遗传学工作，探索共生固氮菌与宿主植物间相互作用的遗传学关系。对于结瘤基因和共生固氮基因的表达和调节机制的研究，取得了重要发现，多次受邀在国际生物固氮会议和国际遗传学会上做报告，对国内生物固氮领域的研究发挥了重要的推动作用。
沈善炯在固氮遗传研究工作中的成就为国际所公认。他的贡献不限于生物固氮，同时为奠定中国近代分子遗传学的发展做出了重要的贡献。遗传学在中国曾受困扰达20多年，他和他的学生经艰苦奋斗，从研究固氮基因的结构与调节着手，首先开展了分子遗传学的研究。其在固氮研究领域的第一篇论文即受到国际同行的瞩目。他先后获得过国家自然科学二等奖、中国科学院自然科学奖一等奖、何梁何利基金“科学与技术进步奖”、陈嘉庚生命科学奖、美国南加州中国工程师和科学家协会“杰出贡献奖”、美国加州理工学院杰出校友奖。曾获“全国先进科技工作者”称号。
沈善炯，1917年4月13日出生于江苏省吴江县一个偏僻的农村，父亲沈时则受过中等教育，曾在乡里教书，母亲沈贞是农民，为人贤惠，闾里皆知，沈善炯是长子，有弟妹五人。当时国家多难，农村凋敝，艰苦的童年生活养成他倔强、任性和爱憎分明的性格。1931年他到县城进吴江中学念书。吴江中学学风淳朴，校长开明爱国，勉励青年要努力读书不忘救国。三年的初中生活使他感到难忘。初中毕业后，由于农民对他的希望，他决定学农，考入江苏省立苏州农业学校。毕业后商得父母同意，靠各方借贷和出卖田地考入学费低廉的南京金陵大学农业专修科学习。1937年“八·一三”事件爆发后，沈善炯未能随学校西迁，只身流亡到广西，入柳州的广西大学农学院为借读生。求学期间得识植物学家张肇骞教授，张肇骞对他的教导，对他以后从事遗传学与生物化学研究的志向产生了影响。1939年他转学到云南昆明的西南联合大学生物系，由于他勤奋努力，成绩优异，成为生物系教授张景钺的得意学生。1942年自西南联大毕业后，入清华大学农业研究所随戴芳澜教授研究真菌。因对真菌遗传和生理有兴趣，想在学校旁听理化等基础课程充实自己，由于当时在云南大理的华中大学生物系需人，他就去该校任讲师，时约一年。1945年经张景钺介绍到四川北碚中央研究院植物研究所，任助理研究员。抗战胜利后，西南联大复员，1946年沈善炯奉张景钺之命到北京大学植物系工作，任研究助教。
1947年经张景钺介绍，获美国加州理工学院奖学金赴美国留学，专修生物化学遗传学。他的导师霍罗威兹(N.H.Horowitz)是比德尔(G.Beadle)的大弟子，一个基因一个酶学说的主要研究骨干。为了补充化学基础知识，他副修有机化学，他的副导师是著名有机化学家切赫梅斯特(L.Zechmeister).加州理工学院生物系是分子生物学的摇篮，云集着一批杰出的科学家，如比德尔·德尔布吕克(M.Delbruck)及杜勃科(R.Dubacco)等。浓厚的学术空气对沈善炯产生很大影响。他利用时机刻苦求学，取得优异的成绩，1950年6月获得博士学位，经导师介绍去威斯康星大学生化系当博士后研究员。朝鲜战争爆发，爱国学者纷纷要求回国，他辞去威斯康星大学的聘约，于8月31日离美回国。船经日本横滨，他与同行的赵忠尧教授和罗时钧同学为驻日美军扣留，转押东京巢鸭监狱。由于他们坚持回国工作的意志和我国政府的抗议，在11月中终于获释，回到祖国。
回国后国内由于受苏联李森科(Lysenko)思潮的影响，无法开展生化遗传的研究，沈善炯经谈家桢和丁振麟教授的介绍入浙江大学医学院生化科任副教授。1952年转到中国科学院实验生物研究所植物生理研究室任副研究员。1953年，植物生理研究室从实验生物研究所分出扩建为植物生理研究所，他任微生物生理组组长，根据国家医药工业的需要从事抗生素的研究。1956年升任研究员。1958年至1959年经苏联科学院恩盖赫特(Engdhardt)院士推荐，去莫斯科苏联医学研究所在著名生化学家布朗斯坦(A.Braunstein)实验室工作一年，研究细菌的氮的同化。归国后中国科学院在上海筹建微生物研究所，他被任命为副所长，主管业务。1916年上海微生物研究所又归并到植物生理研究所，他仍任副所长，先后协助罗宗洛、殷宏章两位所长负责学术领导。在“文化大革命”中受到批判，但他对科学事业的追求从未松懈。1976年以后他组织成立分子遗传学研究室，积极与国际上有关学术单位建立联系。1979年起他先后任加州理工学院生物系(Gosney)访问研究员，纽约大学医学院微生物系与哈佛大学医学院微生物和分子遗传学系访问教授，波士顿医学生物研究所杰出访问科学家。
他曾历任中国遗传学会副理事长，中国生化学会理事等职。1980年当选为中国科学院学部委员。
古瓶菌和链孢菌研究
沈善炯在清华大学农业研究所时，在真菌学家戴芳澜的指导下研究古瓶菌。他的第一篇论文被推荐发表在1944年的《美国植物学》杂志，这项工作纠正了前人对一属古瓶菌的错误描述。1947～1950年在加州理工学院生物系当研究生时，他的主要工作是研究链孢菌的甲硫氨酸合成和酪氨酸酶，发现链孢菌酪氨酸酶的形成受温度和含硫化合物的抑制。他的导师霍罗威兹根据他的发现，深入研究了酶的结构和诱导问题，丰富了基因和酶的学说。1982年在霍罗威兹教授的退休典礼上，遗传学家欧文(R.Owen)教授致祝词说：“霍罗威兹有许多优秀的学生，其中之一是沈善炯，是中国生化遗传学的带头人。”
抗生素的生物合成
沈善炯从1953年开始从事抗生素的研究，主要研究金霉素和链霉素的生物合成。他发现金霉菌分解己糖时，戊糖循环的运转与金霉素的合成有关。根据实验推论，金霉素分子的芳香族环部分，来源于1，7-二磷酸景天糖，而磷酸盐抑制金霉素的合成在于终止了戊糖循环，结果抑制1，7-二磷酸景天糖的合成。在这个结论的指导下，生产部门采取限制磷酸盐浓度的发酵培养基，有效地提高了金霉素的生产。在研究链霉素的生物合成中，他和学生们证明了鸟氨酸循环的作用，精氨酸是链霉素链胍部分胍基的来源。这种由精氨酸与链胍之间的转脒基反应，后来由他的学生证明仅在链霉素合成开始时即所谓独特期(Idio-phase)进行，说明链霉素的合成受时态控制。沈善炯等在抗生素研究上的成绩，在学术上和生产实践上都有重要价值。
微生物生化
沈善炯和他的学生在链霉菌的研究中，发现了作用于烟酰胺辅酶的烟酰胺核酸酶，这个酶与核酸紧密结合，对热和许多蛋白质变性剂有高度稳定性。只有经核酸酶处理后才显出其对pH的最适活性和其他特性。这种酶复合物的生理功能引起科学家的兴趣。在链霉菌中他们还发现能使木糖转变为木酮糖的木糖异构酶。可惜当时没有测定这个酶对己糖的作用，后来这个发现为日本SANMATSUKOGYO公司所应用，将葡萄糖转化为果糖而获得很大利润。该公司在获得专利后，特派人到中国来向沈善炯致谢。
在研究细菌的氮代谢时，沈善炯和他的学生在原苏联布朗斯坦实验室发现芽孢杆菌中普遍存在丙氨酸脱氢酶(ADH)，但测不到谷氨酸脱氢酶(GDH)的活力，只发现与GDH呈血清交叉反应的同源蛋白。后来他们应用诱变剂处理细菌获得有活力的GDH。这个发现引起国外生化学家的注意，认为在生物演化上有重要的意义。
在研究细菌的糖代谢时，1963年他和学生在大肠杆菌中发现甲基乙二醛的合成酶，实验指出己糖可以由3-磷酸二羧基丙酮经甲基乙二醛而形成乳酸的支路进行代谢，磷酸盐对这个支路代谢起调节作用。由于“社会主义教育运动”和“文化大革命”使这项工作没有能够继续下去。6年以后英国的库泊(R.A.Cooper)和安德森(A.Anderson)才报告同样的发现，但他们承认最先发现者是沈善炯和他的学生。
固氮基因的结构和调节
从1974年起，沈善炯研究自生固氮细菌的遗传。在研究肺炎克氏杆菌的固氮nif基因组的精细结构中，证实nif基因呈一簇排列，不存在所谓“静止区”。在nif基因的分析方面，他们与美国威斯康星大学布里尔(W.Brill)教授的实验室合作，根据一个突变点nifC的位点以及它的互补现象，指出nifJ蛋白是由相同的两聚体组成。他们通过nifH上游区的核苷酸序列分析以及基因融合试验，最终确定nifJ的启动子其转录方向与nifF相同，但与其他nif基因相反。
在研究nif基因的调节方面，沈善炯最早应用克隆技术，证明nifA蛋白对nif基因的调节作用。他们还就氧和温度等因素对nif基因的调节作了系统和较深入的分析。他的学生在1980年首先发现nif基因受温度的阻遏主要是由于nifA蛋白对温度的敏感性。1985年他们利用突变，以nifC依赖性的nifH突变型做试验，证实氧对负调节基因nifL的作用在于它使nifA蛋白失活，从而nif基因不能激活。
在研究调节的分子机制方面，沈善炯和来他实验室工作的博士后欧(D.Ow)等采用结构基因nifH启动子区的定点突变，发现共同性顺序的某些核苷酸置换可以改变nifH启动子对nifA蛋白的依赖性为ntrC蛋白的依赖性。沈善炯在1985年的第六届国际固氮会议上应邀将这项成果作报告，被评为最近几年来进展最快的工作之一。
沈善炯等在自生固氮细菌遗传学方面的研究成果，获得1979年中国科学院科技成果奖一等奖，1987年获国家自然科学奖二等奖。
20世纪80年代开始沈善炯的实验室开展根瘤菌共生固氮的遗传学工作。工作的重点在细菌和宿主植物间的相互关系。他们发现苜蓿根瘤菌与宿生植物建立的共生固氮系统中，结瘤基因和共生固氮基因的顺序性表达。这项工作在1988年召开的第16届国际遗传学会上，沈善炯应邀作了专题报告。
此外，沈善炯等还及时开展了植物分子遗传学的工作。他们选择研究大豆种子贮藏蛋白基因，其目的在于了解植物基因表达的组织专一性和时态控制，最近他们在研究大豆Gy4基因的结构和特性时，观察到一些有意义的现象，如在基因的外显子的多变区有类似可移动性因子的存在等。
沈善炯在科学上的成就以及对祖国科学事业所作出的贡献，使他获得国际上的声誉。1978年加州理工学院在纪念摩尔根(T.Morgan)建立生物系50周年所举行的“基因，细胞和行为”的学术会议上，特邀请他作关于固氮基因的报告。美国南加州华人工程师和科学家协会，根据他在微生物生化和生化遗传学研究上的成绩，授予他杰出成就奖。
组建微生物生理、分子遗传学研究室和培养人才
沈善炯在他回国的40年中，先后为建立微生物生理和遗传学的研究基础而不懈地工作。当1953年开始研究抗生素时，他亲自到工厂向有经验的技术人员、工人学习有关生产抗生素的操作及经验，回来后建立实验室。后来在筹建上海微生物研究所时，他和殷宏章发起组织微生物学讨论会，邀请微生物学家余罂、叶天星等参加，定期举行学术交流，为建立上海微生物研究所议定学术方向，按生长、代谢、遗传、噬菌体和自养细菌等五个方面进行研究。在研究微生物生化和培养青年方面他常请教邹承鲁等教授。他深知要办好一个研究所首先要注意人才的培养。他对青年人的要求非常严格，既重视他们基础知识的掌握，又严格要求注意实验室操作和纪律。他要求学生要向其他科学家请教，不要只当一个人的学生。他还不时介绍他所钦佩的国内外科学家的学术成就和治学品格。他先后培养了20多名研究生，有的已成为国内有较高声望的学术带头人。
70年代他接受开展分子遗传学研究的任务，在我国较早成立了分子遗传研究室。他根据原有的微生物遗传学基础，有计划地选择研究细菌固氮基因。当时这是国际上较活跃的研究领域而且起步刚五六年，从此着手预计可以在较短的时间内追赶国际水平。这个设想后来得到了证实。沈善炯等在研究条件十分困难的情况下，广泛地同国际间同行交往，同时有计划地选派工作人员出国进修和接受国外学者来他实验室工作。哈佛大学的欧博士就是在他实验室作博士后而作出贡献的。由于沈善炯和他的学生的努力，在1980年举行的中美科学院生物固氮研究的双边会议上，他们的工作被认为已赶上国际水平。他的实验室已成为国际上研究自生固氮著名实验室之一。
沈善炯主张研究单位应同大学建立联系和合作，这将有利于选拔和培养人才。正是在这种思想的指导下，他帮助上海交通大学建立了分子遗传和生物技术研究室，后来发展为生物科学和技术系。他的事迹被载入上海交通大学的校史中。
作者：朱家璧,王兆德
简历
1917年4月13日 出生于江苏省吴江县。
1942年 毕业于西南联合大学生物系。
1942～1944年 任清华大学农业研究所助教。
1944～1945年 任华中大学生物系讲师。
1945～1946年 任中央研究院植物研究所助理研究员。
1946～1947年 任北京大学研究助教兼中央研究院植物研究所助理研究员。
1947～1950年 美国加州理工学院生物系研究生，获博士学位。
1950～1952年 任浙江大学医学院生化科副教授。
1952～1953年 任中国科学院实验生物研究所植物生理研究室副研究员。
1953～1956年 任中国科学院植物生理研究所副研究员。
1956～1960年 任中国科学院植物生理研究所研究员。
1960～1961年 任上海微生物研究所研究员兼副所长。
1961～1984年 任中国科学院植物生理研究所研究员兼副所长。
1984～ 任中国科学院植物生理研究所研究员。
主要论著
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来源：中国科学技术协会 编;朱弘复 主编.中国科学技术专家传略·理学编 生物学卷 二.北京：中国科学技术出版.2001.第404-413页.
