探尋細胞深處的奧秘
人物小傳
張辰宇，1966年10月生，南京大學生命科學學院院長，國家傑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”，證明其具有與蛋白質、細胞內核酸迥異的作用方式和生物功能，開闢了相關研究和應用新領域；系統證明細胞外小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”、證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範式、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。
懷着濃厚興趣開啓科研之路
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，深深影響着他。
1982年，張辰宇考入哈爾濱醫科大學。接觸臨牀專業後，張辰宇發現了生命科學的魅力，併產生濃厚興趣。此後，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。他説：“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，並啓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裏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，張辰宇帶領團隊查閲了國內外各種資料，並開始在實驗室裏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，他着手帶領團隊驗證。實驗證明，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。
大膽猜想開闢全新領域
在驗證猜想之後，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證猜想。有團隊成員曾質疑：我們是不是在沿着錯誤的方向前進？
“科學的真相需要在研究中不斷探尋。”張辰宇鼓勵團隊成員。隨着第一個實驗的成功，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》雜誌發表關於“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》雜誌稱為是“改變生物學研究範式”的發現和研究。
“還有太多的謎題等待着我去解開。”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，朝着生物前沿探索方向不斷深入。
“回頭想想當時的那個猜想，與其説是靈感一閃的結果，不如説是一步一個腳印、環環相扣的過程。”張辰宇説，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，只要成果立得住腳，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。”張辰宇説。
2011年，張辰宇團隊繪製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範式——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，判定用藥的精準療效。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牀應用成為可能，治療神經退行性疾病的新藥已獲批臨牀應用……越來越多研究正朝着實際應用不斷邁進。
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，張辰宇驕傲地説，一批批科研工作者在找到真正感興趣領域的同時，也悄然改變着世界科研格局，“作為中國科學家，我們正不斷開闢新領域、拓展新課題，為提升我國綜合科研實力作出積極貢獻。”