人民日報︱南京大學生命科學學院院長張辰宇:探尋細胞深處的奧秘
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《人民日報》2025年2月13日6版 版面截圖
張辰宇在做實驗。受訪者供圖
原題:南京大學生命科學學院院長張辰宇從事生物前沿研究二十余載——
探尋細胞深處的奧秘(講述·弘揚科學家精神)
人物小傳
張辰宇,1966年10月生,南京大學生命科學學院院長,國家杰出青年科學基金獲得者。主要研究生物醫藥的基礎和應用,長期從事非編碼小RNA(核糖核酸)的研究。在國際上率先發現“細胞外小RNA”,証明其具有與蛋白質、細胞內核酸迥異的作用方式和生物功能,開辟了相關研究和應用新領域﹔系統証明細胞外小RNA的醫學價值,相關產品實現技術轉化。
2024年6月,2023年度國家科學技術獎揭曉,南京大學張辰宇團隊的“細胞外小RNA原創發現、功能與應用”項目獲得國家自然科學獎二等獎。
從在國際上率先發現“細胞外小RNA”、証明其具有特殊的生物功能,到創新以細胞外小RNA圖譜為基礎的疾病診斷范式、不斷實現科研成果轉化落地——幾十年來,張辰宇從無到有找到了全新的科研領域,不斷拓展人們對生命科學的認知。
懷著濃厚興趣開啟科研之路
1966年,張辰宇出生在一個教師之家。祖父、祖母、母親都是教師,父親張乃通是我國著名通信技術專家、中國工程院院士。長輩對科研的熱愛,深深影響著他。
1982年,張辰宇考入哈爾濱醫科大學。接觸臨床專業后,張辰宇發現了生命科學的魅力,並產生濃厚興趣。此后,他前往國外深造。在10多年留學過程中,他接受了嚴格的現代生物醫學研究訓練,為未來的科研工作打下了堅實基礎。
2001年,張辰宇放棄了國外頂尖學術機構的職位,回國就職於南京大學。他說:“我從小受到的家庭教育,就是以國家利益為重。”2002年起,張辰宇出任南京大學生命科學學院院長,並啟動了自己在國內的研究。
RNA是把遺傳信息轉化為蛋白質的“信使”。上世紀70年代,研究人員發現,RNA也有蛋白質的部分功能。在研究中,張辰宇發現,在心肌細胞和骨骼肌細胞裡有一種線粒體上的蛋白,能夠檢測到完整的信使RNA,卻檢測不到對應的蛋白。
為什麼會出現這樣的現象?為此,張辰宇帶領團隊查閱了國內外各種資料,並開始在實驗室裡做相關研究尋找答案。2003年,國外的一個學者發現,哺乳動物細胞中有這種非編碼小RNA,只是阻止了蛋白質的翻譯。張辰宇意識到,這很有可能解釋了此前他在研究中的困惑。
2004年起,他著手帶領團隊驗証。實驗証明,先前的想法沒有錯:心肌細胞和骨骼肌細胞中的特異小RNA抑制了該蛋白質的翻譯表達。這也是國內最早開展的小RNA研究。
大膽猜想開辟全新領域
在驗証猜想之后,張辰宇又繼續把研究往更深入推進,不斷探尋細胞深處的奧秘。當時,學界認為,RNA分子不能在細胞外環境穩定生存,從而不具有生物學功能。然而,通過對小RNA進化規律的深入分析,張辰宇大膽提出猜想:會有小RNA在細胞外穩定存在,並具有特定的生物學功能嗎?
但當他提出這個想法時,許多人都認為幾乎不可能。
2007年,張辰宇開始帶領團隊驗証猜想。有團隊成員曾質疑:我們是不是在沿著錯誤的方向前進?
“科學的真相需要在研究中不斷探尋。”張辰宇鼓勵團隊成員。隨著第一個實驗的成功,大家信心倍增。
2008年,張辰宇團隊在國內生物學期刊《細胞研究》雜志發表關於“小RNA可在人類和動物的血清和血漿中穩定存在”的原創發現,引發了學界轟動。由此,張辰宇及團隊開創的“細胞外小RNA”生命科學新研究領域,被《自然》雜志稱為是“改變生物學研究范式”的發現和研究。
“還有太多的謎題等待著我去解開。”有了階段性成果,張辰宇並沒有停下腳步,而是繼續帶領團隊埋頭做研究。在他們的堅持下,“細胞外小RNA”這個從無到有建立起來的新領域,朝著生物前沿探索方向不斷深入。
“回頭想想當時的那個猜想,與其說是靈感一閃的結果,不如說是一步一個腳印、環環相扣的過程。”張辰宇說,科學研究本就不是一條平坦的道路,原創性、顛覆性的發現剛開始難免會引發爭議,隻要成果立得住腳,漸漸就會被大家所接受。
推動更多成果轉化落地
在南京大學生命科學學院展廳玻璃櫃中,記者看到一個小方盒。張辰宇介紹,這是他們團隊科研成果落地的第一個產品:診斷試劑盒。
“生命科學研究有其特殊性,要將‘從0到1’的原創發現轉化為對醫學有幫助的技術產品,才能讓百姓受益。”張辰宇說。
2011年,張辰宇團隊繪制出首個基於細胞外小RNA的人類疾病圖譜,並在此基礎上建立了疾病診斷新范式——通過檢測特定血清中的小RNA濃度和表達譜,來診斷疾病、預測疾病的轉歸與復發,判定用藥的精准療效。張辰宇還帶領團隊研發出“新一代小RNA”體內遞送技術,使得相關成果的大規模臨床應用成為可能,治療神經退行性疾病的新藥已獲批臨床應用……越來越多研究正朝著實際應用不斷邁進。
做科研,搞轉化,還要處理教學與行政工作。時間如何分配才能統籌兼顧?
“其實,科研、教學與學院管理之間是相輔相成的,不是對立和排斥的。”張辰宇從自身科研經歷出發,鼓勵學院更多教師做好基礎研究、促進成果轉化、重視人才培養。
“過去20多年,我國生命科學領域發展非常快。”回望走過的科研之路,張辰宇驕傲地說,一批批科研工作者在找到真正感興趣領域的同時,也悄然改變著世界科研格局,“作為中國科學家,我們正不斷開辟新領域、拓展新課題,為提升我國綜合科研實力作出積極貢獻。”
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