张余：不追热点，挑战植物领域“难而正确的事”｜青年科技杰出贡献奖

清晨六点刚过，徐汇滨江的晨雾还没散尽，一个身影已经沿着江边跑了起来。五公里，隔天一次，是他习以为常的节奏。跑完之后冲个澡，然后走进枫林路300号的那栋楼——中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

他叫张余，44岁，研究员。今天（7月2日），在上海市科技奖励大会上，他站上领奖台，接过“青年科技杰出贡献奖”的证书。

对这个奖，很多人觉得顺理成章。过去几年，张余团队在基因转录这一基础研究领域接连抛出重磅成果——仅2024年一年，便在《细胞》《自然》《科学》三大顶刊发表5篇论文。其中最引人注目的，是登上了《细胞》封面的叶绿体基因转录机器结构解析——补上了三域生物RNA聚合酶的“最后一块拼图”。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心张余研究员

这里能做自己想做的方向

基因转录，是遗传中心法则“解码的第一步”。打个通俗的比方：DNA是细胞里的硬盘，存储着全部遗传信息；RNA聚合酶就是那个“读取器”，把硬盘里的指令转录成RNA，再由核糖体翻译成蛋白质去干活。

这个领域有多重要？历史上曾三次得到诺贝尔奖的青睐。“前面几十年，投身这一领域的科学家很多，容易做的都出成果了；那些不容易做的，愿意做下去的人就很少了。”张余坦言。

但在他看来，“热”和“重要性”是不能相提并论的。在更多人追逐生命科学“风口”的时候，张余选择了“啃硬骨头”——植物细胞里那些特殊的RNA聚合酶，丰度极低、纯化极难，几十年没人能看清它们的真面目。

这个选择，和他对自己兴趣的认知有关。张余2004年从复旦大学生命科学学院毕业，之后在中国科学院上海药物研究所读博，又到美国罗格斯大学做博士后。从药物研发转向基础研究，他慢慢确认了一件事：“我发现自己更喜欢从事基础研究。理解生命现象的分子机制带来的满足感最大。”

2015年，他回国了。选择上海，选择分子植物科学卓越创新中心。原因很朴素：这里有他需要的平台和合作者；更重要的是，这里允许年轻人“做自己想做的方向”。

成果屡登CNS，“关键词”不同

2024年，张余研究组在《科学》（Science）上发表论文，首次揭示了高等植物第四种RNA聚合酶Pol Ⅳ的奥秘。你猜怎么着？这一被同行称作“教科书级”的重大发现，源头居然是一次咖啡闲聊。

那段时间，张余被Pol Ⅳ的蛋白纯化卡住了。这种酶在植物细胞里丰度极低，几万种蛋白质里要找那么一点点，好比大海捞针。他试了各种方法，都不成功。

有一天在所里喝咖啡，他跟同事王佳伟研究员闲聊。王佳伟说，他的实验室有一套植物悬浮细胞的技术，在动物细胞里很常规，但在植物里很少人用。“挺简单的一个思路。”张余说。但就是这个“简单”的跨界灵感，打开了僵局。张余请一位学生到王佳伟实验室学了半年技术，最终成功纯化出了Pol Ⅳ蛋白。

如果说Pol Ⅳ突破的关键词是“协作”，那叶绿体RNA聚合酶（PEP）的解析，就是一场漫长的“死磕”——

叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，大约15亿年前由蓝细菌内共生演化而来。PEP是个超级复合物，是目前已知最复杂的基因转录机器。从2016年瞄准这个课题，到2024年成果登上《细胞》（Cell）封面，团队“长跑”了8年。

难在哪？第一，PEP只存在于叶绿体中，丰度极低；第二，它由细菌起源的核心模块和十几个真核起源的调控模块拼装而成，结构极其复杂。张余团队与合作者想了个办法：利用叶绿体转化技术，在烟草叶绿体的基因转录机器上引入一个“捕获标签”，把PEP从万千蛋白质中“钓”出来。

2024年3月1日，成果以封面文章形式发表在《细胞》上。国际同行评论：这项研究补上了三域生物（真细菌域、古细菌域和真核生物域）RNA聚合酶“最后一块拼图”。

要去做“难而正确的事”

张余说，自己是有些“焦虑”的。一方面要在已经开拓的基础领域里继续保持领先；另一方面，要把基础研究的成果向应用推进——通过理性设计改造蛋白质，为作物产量提升提供新思路。

去年，张余入选“尚思探索学者”。这个项目支持科学家做“创新的、前沿的、有独特性的”研究。张余的探索方向是：解析和重塑叶绿体基因转录调控网络。

这同样是张余焦虑的来源，“难度很大，往前走很难，这几年能不能有东西出来，心里在不停地打鼓。”

但他不会退缩。

从张余办公室望出去，枫林路的梧桐正绿得浓郁。今天，上海市科技奖励大会的聚光灯打在了他身上。但对他而言，真正的舞台从来不在那里——在那个微观世界里，RNA聚合酶正在一条一条地读取生命的密码。

而张余要做的，就是继续“读下去”，哪怕，它很难。