【編者按】

大至藍鯨，小至病毒，生物的世界，可謂千差萬別。但無論形態多么豐富，生命的奧秘卻藏在蛋白質之中——它們好比構筑生命大廈的磚石，決定著生命可能具有的生物功能。要探究蛋白質結構，這就進入了微觀的世界，是對納米級別世界的窺探。1納米相當于把一根頭發絲切成5萬份。要看清蛋白質結構，必須有“火眼金睛”。

中國在蛋白質領域曾有杰出建樹。上世紀70年代初期，中科院物理所、中科院生物物理所、上海生化所、北京大學化學系、北京大學生物系共同組成的“北京胰島素結構研究組”測定了亞洲第一個蛋白質晶體結構——豬胰島素三方二鋅晶體結構，這是中國結構生物學歷史發展的起點。

歷經跌宕起伏，50年過去后，中國的結構生物學家再次站上國際科研隊伍的前列，試圖在近原子分辨率下探索生命的奧秘。在最近向世界級高水平之巔發起的攀登中，清華大學結構生物學高精尖創新中心（下稱“高精尖中心”）無疑是最耀眼的一支隊伍。

該中心于2015年在北京市高等學校高精尖創新中心建設計劃下應運而生，但該中心的力量積累則需要再往前推進20年?，F年75歲的中國科學院院士、中國冷凍電鏡先行者隋森芳即是早期最重要的力量之一，至今依然在該中心從事科學研究，并培育出不少當下的中堅力量。

近日，澎湃新聞（www.kxwhcb.com）記者來到清華大學，專訪了清華大學生命科學學院院長、結構生物學高精尖創新中心執行主任王宏偉教授，清華大學醫學院教授、結構生物學高精尖創新中心副主任李海濤，清華大學生命科學研究員、結構生物學高精尖創新中心PI李雪明，清華大學生命科學研究員張強鋒，去年剛從清華大學生命科學學院博士畢業、新晉“世界最具潛力女科學家獎獲得者”白蕊。通過這五位和高精尖中心深度交集的科學家向讀者展現出：伴隨著該中心的發展壯大，近幾年來中國結構生物學如何再次站上世界前列。

“就結構生物學領域來說，清華結構生物學高精尖創新中心經過這5年的發展，在國際上的影響力應當說是名列前茅的。具體排名可能也沒有太大意義，但是我們的隊伍很年輕、很有活力、也很有競爭力，培養出來的學生的基礎知識、實驗技能、科研能力都非常扎實，這些都是得到世界公認的?！?/p>

近日，清華大學生命科學學院院長、高精尖中心執行主任王宏偉在接受澎湃新聞記者（www.kxwhcb.com）專訪時如此總結眼下的高精尖中心。王宏偉1992年考入清華大學生物科學與技術系，本科畢業后在清華大學繼續師從中國冷凍電鏡先行者隋森芳從事冷凍電鏡的相關研究。博士畢業后前往美國，在勞倫斯伯克利國家實驗室、耶魯大學輾轉10年后，最終于2011年加入清華大學生命科學學院。

彼時國家蛋白質科學研究(北京)設施的籌建是王宏偉回到清華的契機。2009年，尚在耶魯大學分子生物物理與生物化學系擔任助理教授的王宏偉在回母校清華大學訪問之際，隋森芳和剛回到清華不久的施一公向他提起了國家蛋白質科學研究(北京)設施籌建的計劃，該設施將以冷凍電鏡為主。抉擇2年之后，王宏偉最終回歸，“從1996年讀博士開始到2011年，十幾年的時間我一直從事這個領域的研究，而且那時候冷凍電鏡技術正在向前發展，從我們領域來講，有機會建設這樣一個大規模的設施，不是那么容易，人一輩子也許只能碰到這么一次，所以覺得還挺有吸引力的?！?/p>

國家蛋白質科學研究(北京)設施是“十一五”、“十二五”期間重點建設的國家重大科技基礎設施，于2012年下半年正式啟動。其中，以電鏡為主的復合結構蛋白質組解析系統及功能蛋白質組研究系統的部分設施由清華大學負責實施，冷凍電子顯微學系統是其中的核心設施。該設施籌建之際，高精尖中心尚未醞釀。

王宏偉回到清華之后，陸續有更多結構生物學及冷凍電鏡領域的優秀且心懷理想的一批科學家加入進來，這支不斷壯大的隊伍最終創造了中國結構生物學基礎研究持續數年的高產高質量現象。

然而，高精尖中心如何在未來保持先進性？這是一個屬于“高手”的困擾?！拔磥淼目茖W研究希望能出現更加原創性、更加顛覆性的發現，包括理論和概念的建立、開創性的方法學研究，我們要更加注重在這方面做出一些更重要的發現?！蓖鹾陚テ诖劳欣鋬鲭婄R更多重大的科學問題將得以解答，甚至發現一些此前從未認知到的生命現象。

2011年，37歲的王宏偉全職回到清華大學生命科學學院，“我回來的一個主要任務就是牽頭清華大學冷凍電鏡設施的建設?！眹业鞍踪|科學研究(北京)設施正式啟動之后，王宏偉開始負責冷凍電鏡儀器設備的采購、調試、安裝，以及同時進行招兵買馬。2016年，其接替施一公擔任清華大學生命科學學院院長。王宏偉曾獲2018年“談家楨生命科學創新獎”、2019年首屆“科學探索獎”。

王宏偉自身主要研究方向包括：更高效、更高分辨率的冷凍電鏡方法學開發；核酸質量控制的分子機制和調控；細胞骨架和生物膜系統的協調機制。主要成果包括利用球差矯正冷凍電鏡和電壓相位板技術在過焦狀態下解析至近原子分辨率蛋白結構、分子量52千道爾頓的鏈霉親和素蛋白的3.2埃分辨率冷凍電鏡單顆粒三維重構、設計開發一種新型功能化石墨烯電鏡支撐膜用于冷凍電鏡高分辨率三維結構解析等。

雛形

生命活動的關鍵密碼在于核酸和蛋白質，核酸攜帶著遺傳物質，蛋白質則是生命活動的主要執行者，異常的蛋白質空間結構很可能導致其生物活性的降低、喪失，甚至會導致疾病。而圍繞蛋白質的結構解析則始于近80年前，X射線晶體學、核磁共振波譜學（NMR）曾是兩大主要技術手段。

結構生物學領域的科學家具體做什么工作？在最新的新冠疫情科研攻關中其實就有很多這些學者的身影。以高精尖創新中心王新泉教授為例，長期從事晶體解析的他在疫情暴發之后即和清華大學醫學院張林琦教授團隊合作，他們針對新冠病毒的首個重要研究成果即解析了病毒刺突蛋白受體結合結構域（RBD）與人受體蛋白ACE2復合物2.45埃的高分辨率晶體結構，準確定位了病毒RBD和受體ACE2的相互作用位點，揭示了受體ACE2特異性介導新冠病毒細胞侵染的結構基礎。這項研究為治療性抗體藥物開發以及疫苗的設計奠定了堅實的基礎，3月30日，頂級學術期刊《自然》（Nature）在線發表了該成果。

這只是他們眾多重要成果之一，而時間再倒回9年，清華大學的結構生物學家力量才開始真正匯集。2011年4月，清華大學結構生物學中心正式成立，時任清華大學校長顧秉林和時任清華大學生命科學學院院長施一公共同為中心揭牌。這實際上是后來高精尖中心的雛形。

2008年，41歲的施一公辭去美國普林斯頓大學終身教授的職位回國發展，第二年9月，清華大學正式成立生命科學學院，施一公任首任院長。作為世界級的結構生物學家，施一公回到清華后壯大學校的結構生物學是必然事件?！皬哪菚r候開始準備建設結構生物學中心，招募一些年輕的科學家，然而從某種意義上來說，清華的結構生物學并不是只從2008年開始”。

王宏偉細數了幾位早期代表性人物。其博士期間的導師隋森芳是中國冷凍電鏡的先行者，1989年，44歲的隋森芳回國開啟他在清華生物科學與技術系的工作，從事電子顯微鏡結構生物學研究。7年之后，已在國際頂級學術期刊《自然》（Nature）上首先發表了艾滋病毒基質蛋白SIV-MA晶體結構的饒子和從英國牛津大學回歸，同樣加入了清華生物科學與技術系。

“那個時候清華大學的結構生物學已經開始做了。”王宏偉回憶當時的情形，“那時國內的科研條件，尤其是硬件設施跟國外比還是有很大的差距，但是他們把一些新的方向和新的理念開始做起來了。”

2000年之后，曾經在普林斯頓大學施一公實驗室從事博士后工作的吳嘉煒（現蘇州大學醫學部特聘教授）、顏寧（2017年赴普林斯頓大學，為該校分子生物學系首位雪莉?蒂爾曼（Shirley M. Tilghman）終身講席教授）分別在2003年、2007年回到清華。

隨著2008年施一公的回歸，且隨后引入了王新泉、李海濤、楊茂君等數位從事結構生物學的專家后，“清華做結構生物學的人更多了，然后就建立了清華大學結構生物學中心?！?/p>

而到2015年的時候，清華從事結構生物學研究的PI總數達到了十多位，包括王宏偉在內。“當時無論從已經發表的科研成果方面來講，還是從整體的體量上來看，包括從事這方面工作的研究生、博士后、工作人員，都已經形成了比較大的規模?！币舱浅掷m發展的規模對資源、人才等提出進一步要求，“我們面臨一些瓶頸。”

恰好在那一年，北京市教育委員會提出北京高等學校高精尖創新中心建設計劃。王宏偉對當時這項計劃的理解為，“北京市希望通過提供一些科研經費來支持各個領域能夠達到國際頂尖水平的科學研究中心，然后希望這些中心在有了這種支持后可以從全世界引進一些高水平專家，不管是頂尖的科學家，還是青年科學家。”他認為，這些目標剛好與清華的結構生物學需要進一步發展的契機結合了起來。

最終在2015年10月，北京成立首批13個高校高精尖創新中心。這批創新中心在經費使用、評估方式上較以往有較大改變。按照計劃，北京市市財政持續穩定地對中心進行滾動支持，5年為一周期，每年給予每中心5000萬元至1億元的經費投入，高校擁有較大自主權。原則上不低于70%的經費用于聘任國內外高端人才（其中，不低于50％的經費要用于引進國際頂尖創新人才，不低于20％的經費要用于引進京外人才。）

清華大學結構生物學高精尖創新中心作為首批13個北京市高校高精尖創新中心之一，以清華大學為依托和牽頭單位，與北京工業大學共建，中心首任主任為施一公?！半m然我們前期做的不錯，從2000年開始到2015年這十幾年的時間里，清華的結構生物學在國內頗有影響，在國際上也已經嶄露頭角，但是需要進一步提升?！蓖鹾陚フJ為，高精尖中心的設立對清華結構生物學發展而言是一個至關重要的后續支撐。

布局

現在談高精尖中心，已經離不開討論冷凍電鏡，尤其是在2015年之后。

冷凍電子顯微鏡（Cryo-EM），即在低溫下使用透射電子顯微鏡對冷凍固定在玻璃態冰中的生物大分子進行成像，然后應用計算機對圖像進行處理和計算，最終重構生物大分子的三維結構。具體操作時，先將樣品冷凍起來然后保持低溫放進顯微鏡，高度相干的電子作為光源從上面照下來，透過樣品和附近的冰層，受到散射。再利用探測器和投射系統把散射信號成像記錄下來，最后進行信號處理，得到樣品結構。

回顧冷凍電鏡的歷史，上世紀七八十年代，歐洲、美國的一些實驗室開始逐漸拼湊齊了技術鏈。對結構生物學家而言，他們對冷凍電鏡這一技術手段從質疑、觀望，最終走向擁抱。但對更多人來說，冷凍電鏡是一個新名詞，2017年的諾貝爾獎是大多數人了解冷凍電鏡的開端。

2017年10月4日17時45分許，瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布將2017年度諾貝爾化學獎授予英國劍橋大學科學家理查德·亨德森（Richard Henderson）、美國哥倫比亞大學科學家約阿基姆·弗蘭克（Joachim Frank）、瑞士洛桑大學科學家雅克·迪波什（Jacques Dubochet），以表彰他們發展了冷凍電子顯微鏡技術，以很高的分辨率確定了溶液里的生物分子的結構。這是冷凍電鏡領域的高光時刻之一。

在1975年之際，當時距離電子顯微鏡誕生已有40年左右時間，其應用在“死”物質里如火如荼，在生物學領域卻被普遍認為“不適用”。強電子束、真空腔，這些環境使得生物樣品注定被破壞。但亨德森在細菌視紫紅質（bR，能吸收光能）上的嘗試，證明了電子顯微鏡在生物領域的適用性。

亨德森將未脫離細胞膜的細菌視紫紅質直接放置在電子顯微鏡下進行觀察，借助表面覆蓋的葡萄糖防止真空干涸，并采用強度更低的電子束流，得出細菌視紫紅質在細胞膜上是規整排列且朝向一致。之后，在劍橋大學MRC分子生物學實驗室Aron Klug等人提出的三維重構技術的基礎上，亨德森和同事獲得了細菌視紫紅質較為粗糙的三維立體結構圖像。

這也是歷史上第一張膜蛋白領域的三維結構，分辨率達到7埃（?），相當于0.7納米，而1納米的直觀感受相當于把一根頭發絲切成5萬份。這已經是當時電子顯微鏡獲得的歷史最佳蛋白圖像。當然，亨德森對此并不滿意，他的目標是分辨率達到3埃左右，這一清晰水平才能和此前的X射線晶體學成像大致相當。

弗蘭克則是冷凍電鏡單顆粒分析的鼻祖，耗費十余年時間完成單顆粒三維重構算法及軟件Spider，他的圖形擬合程序被認為是冷凍電鏡發展的基礎。弗蘭克也是高精尖中心的學術顧問。

迪波什的重要貢獻則是在真空環境下使生物分子保持自然形狀，畢竟亨德森在細菌視紫紅質成像時使用的葡萄糖保護樣品的方法并不普遍適用。迪波什得出的方法是對生物樣品進行玻璃態冰化（vitrifying water），最終于1982年，他開發出真正成熟可用的快速投入冷凍制樣技術制作不形成冰晶體的玻璃態冰包埋樣品。1984年，迪波什首次發布不同病毒的結構圖像。

當然，冷凍電鏡時代的真正來臨，還得益于樣品制備技術、新一代電子探測器發明、軟件算法優化等多方面技術的進步。2013年，加州大學舊金山分校（UCSF）程亦凡和David Julius 的研究組用冷凍電鏡首次得到膜蛋白TRPV1 的3.4 埃接近原子級別高分辨率三維結構，這一結果被視為具有里程碑意義。

王宏偉形容2013年之后的冷凍電鏡為“異軍突起”，“ 在2014年前后冷凍電鏡在方法學上有重大突破，使得在短短的一兩年的時間里冷凍電鏡技術異軍突起，引起了全世界所有結構生物學領域的重視，大家都意識到了冷凍電鏡是至關重要的?！倍藭r，結構生物學界面臨整體轉型，在此之前結構生物學主要是以X射線線晶體學研究為主。

蛋白質結構解析崛起于1960年代，X射線晶體學則是最早用于結構解析的實驗方法之一，這一方法的關鍵步驟之一是，為獲得可供X射線衍射的單晶，需要將純化后的生物樣品進行晶體生長。而現實情況卻是，目前很多復雜的大分子物質難以獲得晶體。另一種主要手段是核磁共振，該手段能解析在溶液狀態下的蛋白質結構，因此被認為比晶體結構更能夠描述生物大分子在細胞內的真實結構，并且能獲得氫原子的結構位置，缺點則在于蛋白質在溶液中往往結構不穩定而難得獲取穩定的信號。

冷凍電鏡技術的強大在于其突破此前數百年科學家們的研究極限。2015年，《自然》旗下子刊《自然-方法學》（Nature Methods）將冷凍電鏡技術評為年度最受關注的技術。2017年，諾貝爾獎官方稱其為“使得生物化學進入一個新時代”的技術。2017年5月，已經是國內冷凍電鏡應用領域領軍人物的施一公曾表示，冷凍電鏡的發展像是一場猛烈的革命，“就目前發展前景來看，冷凍電鏡技術是可與測序技術、質譜技術相提并論的第三大技術！”在冷凍電鏡技術臻于成熟之前，施一公也是致力于借助X射線晶體學手段解析生物分子結構。

而在王宏偉看來，清華的優勢在于提前布局了冷凍電鏡。2009年8月25日上午，清華大學醫研院—FEI電子顯微鏡合作簽字儀式暨亞洲首臺Titan Krios冷凍電鏡安裝落成儀式在醫學科學樓舉行，時任生命科學與醫學研究院副院長施一公在合作協議上簽字。FEI TITAN KRIOS 300千伏透射電鏡是世界上最先進的高分辨場發射冷凍透射電鏡，彼時在世界范圍內安裝完成不超過5臺。

這第一臺設備實際上對吸引高端人才起到了很好作用，“包括我本人回來也是受此影響，也因為有了第一臺設備，后來在國家蛋白質設施建設的時候自然而然就以冷凍電鏡為主去發展。”

評價當時這一舉措，王宏偉表示，“應該是非常有勇氣，我想也體現了清華整個結構生物學領域的高瞻遠矚。當然，大家也沒想到很快就證明了當時所做的決定是多么正確。”

前有多位長期從事冷凍電鏡相關研究的人才累積，加之隨后國家蛋白質科學研究設施北京基地的啟動，到2015年的時候，清華已經采購了重要的大型冷凍電鏡設備，從硬件上來說裝備已經比較齊全?！扒迦A當時高端（300KV）的冷凍電鏡有三臺，數量在當時是全球第一，這件事情的國際影響力在當時也是非常大的。”

王宏偉認為，2015年，也就是技術完全發展起來之后，清華已經占了很大的先機。截至目前，清華大學已有四臺高端冷凍電鏡，此外還有四臺中低端冷凍電鏡。

豐收

實際上，在2014年左右，高精尖中心原本借助X射線晶體學手段研究的多位研究者紛紛轉向使用冷凍電鏡技術手段，清華的生物結構解析也相繼取得突破性成果。

高精尖中心的一份數據統計顯示，中心人員以第一和通訊作者身份累計在國際學術期刊《科學》、《自然》、《細胞》發表論文57篇，研究工作涉及諸多現代結構生物學領域的前沿研究問題：包括：RNA剪接體、植物抗病小體、線粒體超級復合物、組蛋白修飾、離子通道等，這些研究成果均在生命科學領域具有重大意義。

其中，施一公的剪接體相關研究榮獲2015年度“中國十大科技進展”、楊茂君的線粒體呼吸鏈超級復合物相關研究獲得2016年度“中國生命科學十大進展”。近兩年，隋森芳合作破解的硅藻光合膜蛋白超分子結構和功能之謎，對于理解光合生物捕光系統的結構和功能具有重大啟示意義。柴繼杰主導的植物抗病小體的結構與功能研究，被譽為植物免疫領域的里程碑事件。這兩項研究皆被評選為2019年度“中國生命科學十大進展”。

此外，高精尖中心在開發原創技術與方法方面，也已經產生很強的國際影響力。其中，在冷凍電子顯微學的方法和技術開發、原創科學成果基礎上的轉化與應用方面，建設了包括李雪明研究組開發的THUNDER軟件系統、VR結構生物學應用平臺等。例如，陳春來團隊開發的應用于新型單分子熒光顯微鏡的設計和生產已獲批知識產權；張強鋒團隊從事的人工智能生物學研究獲得“2019年度中國生物信息學十大算法和工具”；其團隊的RNA結構新技術和功能關系研究獲得“2019年度中國生物信息學十大進展”；王宏偉團隊與北京大學彭海琳團隊合作開發的功能化單晶石墨烯新型電鏡載網，有效提高了樣品制備過程的可重復性，助力高分辨率生物大分子的結構解析。

經過五年建設，目前該中心有25位常駐學術帶頭人、14位合作學術帶頭人、3位國際學者，包括諾貝爾獎得主在內的11位國際學術顧問，30位跨學科項目合作研究人員，93位博士后和273位博士研究生。特別值得一提的是，具有博士生導師資格的獨立實驗室負責人（PI）的平均年齡只有40歲左右。

談及目前高精尖中心的影響力，王宏偉反復提到，這份影響力不止在于國內，更在于國際舞臺。

從冷凍電鏡布局方面來說，清華的大體量設備讓此前在結構生物學領域更具優勢的國際團隊望塵莫及?！坝?、美國、德國、日本，這些國家的學者突然間意識到他們在設施上落后于中國。因為清華在有了三臺高端設施之后的幾年里，連續在冷凍電鏡領域發表了多項高水平科學研究成果，從數目和質量上明顯優于其他的國際團隊?！闭蛉绱?，2016年開始，美國、英國、德國等國家紛紛提出建國家中心，參考中國模式把幾臺高端冷凍電鏡集中起來運作。

“實際上清華的冷凍電鏡設施在國際上起到了很大的引領作用，大家看到，清華不但有這個設施，而且還運行得很好，然后很快就做出了很多重要的科學發現，解決了很多科學問題，很多以前想象不到的結構清華都解析出來了，這個在國際上確實產生了很大影響?！?/p>

這種國際影響力還體現在來自國際團隊的學術認可。王宏偉提到，過去這一兩年里，很多人都主動與其聯系，希望推薦高精尖中心的博士研究生前往對方實驗室做博士后，他自己則也收到越來越多的申請，很多國外的博士生想到這里來做博士后。

同時，申請PI的人也越來越多?！艾F在已經到了我們開始挑選（人才）的程度，如果說5年前，或者更遠來說10年前，那時候我們還沒有太大的選擇余地，但現在我們已經不只關注申請者在發表論文方面的表現，還要關注這個人整體素質及各方面潛力?！蓖鹾陚ケ硎荆熬徒Y構生物學領域來講，清華的結構生物學高精尖創新中心經過這5年的發展，在國際上的影響力應當說是前幾名?！庇绕涫牵w隊伍的年輕活力、競爭力，培養出來的學生的基礎知識、實驗技能、科研能力都非常扎實，“這些是得到世界公認的。”

總結過往，王宏偉認為，過去的十幾年里清華的結構生物學發展打下了非常好的基礎，“高精尖中心的支持讓我們整個水平上了一個臺階，我們下面在考慮如何一方面能夠保持這樣的先進性，另外一方面我們還要再上一個臺階?！彼岬轿磥砉ぷ鞯年P鍵詞是“原創性”和“顛覆性”。

王宏偉以高精尖中心目前已經在做的一些科學問題為例來進一步強調，“我們現在很愿意支持這樣一些研究，比如，之前有人想過，卻從來沒有人做過，但將來可能會是一個全新的領域。我們鼓勵從頭開始，當然最后它能不能‘生根發芽’，我們不知道，但是我們希望能夠存在很多這樣的可能性?！?/p>

在中心自身向前發展之外，未來還可能肩負更多使命?！皩嶋H上我們現在越來越意識到，從某個層面來講，結構生物學其實更像是一種科學研究的方法和手段，依托于我們結構生物學這種非常領先的狀態，可以把清華的整體生物學科向前帶動?！?/p>

而在這個方向上近年來已有所行動，高精尖中心的研究人員和清華大學甚至校外的其他研究團隊保持著越來越密切的合作。“如果把結構生物學和不同領域的科學問題結合到一起來做的話，其實可以提供更多解答，尤其對于機制的了解非常關鍵，也可能會有很多新的概念從這里突破出來?！?/p>

未來

2009年清華大學第一臺高端冷凍電鏡落成之際，此舉不可謂不大膽。然而，2015年之后，這種“大膽”在國內被接二連三復制。

據王宏偉了解，截至目前，國內已經投入使用的高端冷凍電鏡可能接近30臺，另外還有部分已經采購但尚未安裝到位的，可能還有十幾臺，“我估計未來的兩三年國內投入使用的設備可能會達到四五十臺的規模?！?/p>

而國內冷凍電鏡的購買熱潮，背后基本源于一種說法，即“冷凍電鏡+清華大學=CNS”，這對很多高校和科研單位而言，無疑是巨大的吸引力。盡管建設一個冷凍電鏡平臺需要付出昂貴的經濟代價，一套標準配備往往耗資逾億元。

如何看待這種熱潮？王宏偉認為有其合理性，但也同時充滿不確定性。

“大家意識到，我們在短短十年不到的時間里就發展到這樣的一個水平，所以大家后來都在以清華模式為標準來建設冷凍電鏡平臺，國內的很多高校自然也想要建設?！钡壳氨榈亻_花的結果會是什么？“國內一下購買了很多設施，尤其是過去這兩年，地方政府、學校紛紛出資支持建設冷凍電鏡平臺。未來會有怎樣的發展？目前還很難說?！?/p>

王宏偉坦言，首先儀器設備很貴，但價錢還是次要因素，最重要的這是一種很復雜的高精尖儀器。“這樣的設備不是說你花錢買來裝上就能用，它畢竟不是像電腦一樣的成熟設備，除了儀器本身，還需要一些非常有經驗的高水平技術人員去運行、維護、調試，以及做一些更新的方法學推進，這方面目前是最缺的。”

正如在采訪過程中王宏偉提及，高精尖中心這五年來的發展離不開一位重要人物——蛋白質冷凍電鏡平臺主管雷建林博士。雷建林從上世紀90年代中期開始以電鏡為主要手段開展工作，2000年轉向冷凍電鏡領域，曾跟隨冷凍電鏡的先驅、單顆粒算法的首創和實現者Joachim Frank教授（前述諾貝爾獎獲得者之一）進行冷凍電鏡的技術研發工作。2008年中開始協助清華大學購置亞洲第一臺Titan Krios冷凍電鏡，同年11月回國任籌建的清華大學冷凍電鏡平臺主管。

“現在，在世界范圍內，我認為他是冷凍電鏡這種高端設施運行、維護和方法開發的一個非常好的專家，應該是最有經驗的，過去這5年，清華的冷凍電鏡設施始終保持在一個國際領先水平，他發揮了非常重要的作用?！?/p>

王宏偉借此強調，“國內購買這么多設備將來能不能充分利用起來，我覺得最重要的還是要看運行管理設備的人員。如果隊伍強有力，我相信設備一定會得到很好的利用，如果隊伍不行，那可能最后還是會有問題?！?/p>

值得注意的是，當其他科研單位的冷凍電鏡尚在起步之際，高精尖中心的團隊已將眼光放得更遠。王宏偉等人認為，未來冷凍電鏡的戰場不應僅限于科研，更應在于新藥開發等應用領域。

就在2017年，水木未來（北京）科技有限公司（下稱“水木未來”）在北京成立，這家專注于臨床前新藥研發加速服務的平臺型公司由王宏偉團隊基于結構生物學和高性能計算相關技術孵化而來，高精尖中心的王宏偉、李雪明、張強鋒、雷建林均擔任這家公司的科學顧問。

成立當年，北京市科委、清華大學、賽默飛公司三方合作，共建冷凍電鏡與藥物發現創新中心，由水木未來負責運行。據悉，該公司獲得了北京市政府給予的初期儀器設備支持，目前也已完成了天使輪融資，獲得由高榕資本、普華資本、薄荷天使基金共同投資數千萬人民幣。

對于創立這家公司的初衷，王宏偉解釋，“過去這兩年，我們把清華冷凍電鏡領域積累的經驗和能力實現商業轉化，隨著冷凍電鏡技術的發展，技術水平越來越完善，市場上的需求也越來越大，尤其是生物制藥企業對冷凍電鏡的需求明顯比以前更大。在市場需求這么大的情況下，我們需要一個平臺，可以把技術不只更好地服務于學校基礎研究的需求，還服務于社會上工業界的新藥研發需求?！?/p>

王宏偉認為，這是整個冷凍電鏡以及結構生物學很重要的發展方向。“它不只是作為基礎研究的一個很重要的工具，現在也已經成為藥物研發的一個很重要平臺，甚至可能會改變新藥研發的模式?！彼瑫r表示，這一步清華做的依舊是領先的，國際上類似商業化冷凍電鏡平臺還很少，“我們在亞洲是第一家，這也是清華結構生物學能力的一個體現?！?/p>

而這是王宏偉在9年前回國之際沒有設想到的場景。