探寻细胞深处的奥秘

人物小传

张辰宇，1966年10月生，南京大学生命科学学院院长，国家杰出青年科学基金获得者。主要研究生物医药的基础和应用，长期从事非编码小RNA（核糖核酸）的研究。在国际上率先发现“细胞外小RNA”，证明其具有与蛋白质、细胞内核酸迥异的作用方式和生物功能，开辟了相关研究和应用新领域；系统证明细胞外小RNA的医学价值，相关产品实现技术转化。

2024年6月，2023年度国家科学技术奖揭晓，南京大学张辰宇团队的“细胞外小RNA原创发现、功能与应用”项目获得国家自然科学奖二等奖。

从在国际上率先发现“细胞外小RNA”、证明其具有特殊的生物功能，到创新以细胞外小RNA图谱为基础的疾病诊断范式、不断实现科研成果转化落地——几十年来，张辰宇从无到有找到了全新的科研领域，不断拓展人们对生命科学的认知。

怀着浓厚兴趣开启科研之路

1966年，张辰宇出生在一个教师之家。祖父、祖母、母亲都是教师，父亲张乃通是我国著名通信技术专家、中国工程院院士。长辈对科研的热爱，深深影响着他。

1982年，张辰宇考入哈尔滨医科大学。接触临床专业后，张辰宇发现了生命科学的魅力，并产生浓厚兴趣。此后，他前往国外深造。在10多年留学过程中，他接受了严格的现代生物医学研究训练，为未来的科研工作打下了坚实基础。

2001年，张辰宇放弃了国外顶尖学术机构的职位，回国就职于南京大学。他说：“我从小受到的家庭教育，就是以国家利益为重。”2002年起，张辰宇出任南京大学生命科学学院院长，并启动了自己在国内的研究。

RNA是把遗传信息转化为蛋白质的“信使”。上世纪70年代，研究人员发现，RNA也有蛋白质的部分功能。在研究中，张辰宇发现，在心肌细胞和骨骼肌细胞里有一种线粒体上的蛋白，能够检测到完整的信使RNA，却检测不到对应的蛋白。

为什么会出现这样的现象？为此，张辰宇带领团队查阅了国内外各种资料，并开始在实验室里做相关研究寻找答案。2003年，国外的一个学者发现，哺乳动物细胞中有这种非编码小RNA，只是阻止了蛋白质的翻译。张辰宇意识到，这很有可能解释了此前他在研究中的困惑。

2004年起，他着手带领团队验证。实验证明，先前的想法没有错：心肌细胞和骨骼肌细胞中的特异小RNA抑制了该蛋白质的翻译表达。这也是国内最早开展的小RNA研究。

大胆猜想开辟全新领域

在验证猜想之后，张辰宇又继续把研究往更深入推进，不断探寻细胞深处的奥秘。当时，学界认为，RNA分子不能在细胞外环境稳定生存，从而不具有生物学功能。然而，通过对小RNA进化规律的深入分析，张辰宇大胆提出猜想：会有小RNA在细胞外稳定存在，并具有特定的生物学功能吗？

但当他提出这个想法时，许多人都认为几乎不可能。

2007年，张辰宇开始带领团队验证猜想。有团队成员曾质疑：我们是不是在沿着错误的方向前进？

“科学的真相需要在研究中不断探寻。”张辰宇鼓励团队成员。随着第一个实验的成功，大家信心倍增。

2008年，张辰宇团队在国内生物学期刊《细胞研究》杂志发表关于“小RNA可在人类和动物的血清和血浆中稳定存在”的原创发现，引发了学界轰动。由此，张辰宇及团队开创的“细胞外小RNA”生命科学新研究领域，被《自然》杂志称为是“改变生物学研究范式”的发现和研究。

“还有太多的谜题等待着我去解开。”有了阶段性成果，张辰宇并没有停下脚步，而是继续带领团队埋头做研究。在他们的坚持下，“细胞外小RNA”这个从无到有建立起来的新领域，朝着生物前沿探索方向不断深入。

“回头想想当时的那个猜想，与其说是灵感一闪的结果，不如说是一步一个脚印、环环相扣的过程。”张辰宇说，科学研究本就不是一条平坦的道路，原创性、颠覆性的发现刚开始难免会引发争议，只要成果立得住脚，渐渐就会被大家所接受。

推动更多成果转化落地

在南京大学生命科学学院展厅玻璃柜中，记者看到一个小方盒。张辰宇介绍，这是他们团队科研成果落地的第一个产品：诊断试剂盒。

“生命科学研究有其特殊性，要将‘从0到1’的原创发现转化为对医学有帮助的技术产品，才能让百姓受益。”张辰宇说。

2011年，张辰宇团队绘制出首个基于细胞外小RNA的人类疾病图谱，并在此基础上建立了疾病诊断新范式——通过检测特定血清中的小RNA浓度和表达谱，来诊断疾病、预测疾病的转归与复发，判定用药的精准疗效。张辰宇还带领团队研发出“新一代小RNA”体内递送技术，使得相关成果的大规模临床应用成为可能，治疗神经退行性疾病的新药已获批临床应用……越来越多研究正朝着实际应用不断迈进。

做科研，搞转化，还要处理教学与行政工作。时间如何分配才能统筹兼顾？

“其实，科研、教学与学院管理之间是相辅相成的，不是对立和排斥的。”张辰宇从自身科研经历出发，鼓励学院更多教师做好基础研究、促进成果转化、重视人才培养。

“过去20多年，我国生命科学领域发展非常快。”回望走过的科研之路，张辰宇骄傲地说，一批批科研工作者在找到真正感兴趣领域的同时，也悄然改变着世界科研格局，“作为中国科学家，我们正不断开辟新领域、拓展新课题，为提升我国综合科研实力作出积极贡献。”