2025年第九屆全國(guó)冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)專題研討會(huì)

產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)報(bào)

全國(guó)冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究現(xiàn)狀

一、研究熱點(diǎn)與成果

高分辨率結(jié)構(gòu)解析

冷凍電子顯微學(xué)（cryo-EM）技術(shù)近年來(lái)在分辨率上取得了革命性的突破，使得直接獲得生物大分子的近原子分辨率結(jié)構(gòu)成為可能。

清華大學(xué)施一公教授研究組在世界上首次揭示了人源γ分泌酶復(fù)合物的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)，這是冷凍電鏡技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。

研究對(duì)象的多樣化

冷凍電子顯微學(xué)的研究對(duì)象越來(lái)越廣泛，包括無(wú)對(duì)稱性的、分子量較低的、柔性較大的生物大分子及其復(fù)合體。

對(duì)于分子量在300kD以上的生物大分子復(fù)合體，冷凍電子顯微學(xué)單顆粒技術(shù)幾乎都可以進(jìn)行解析。

技術(shù)方法的創(chuàng)新

冷凍電子顯微學(xué)在硬件設(shè)備、圖像采集設(shè)備、結(jié)構(gòu)解析的軟件算法等方面取得了多個(gè)重要的技術(shù)突破。

新型圖像采集裝置如直接探測(cè)電子成像裝置（DED）的應(yīng)用，大大提高了成像質(zhì)量和信噪比。

二、研究機(jī)構(gòu)與團(tuán)隊(duì)

知名研究機(jī)構(gòu)

中國(guó)科學(xué)院生物物理所、上海蛋白質(zhì)中心等多家高校與科研機(jī)構(gòu)紛紛引進(jìn)高端冷凍電鏡，開展冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究。

這些機(jī)構(gòu)在冷凍電鏡技術(shù)、樣品制備、結(jié)構(gòu)解析等方面取得了顯著成果。

優(yōu)秀研究團(tuán)隊(duì)

清華大學(xué)施一公教授研究組、王宏偉教授團(tuán)隊(duì)等在冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域取得了世界矚目的科研成果。

這些團(tuán)隊(duì)在科研方法、技術(shù)創(chuàng)新、人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮了重要作用。

三、面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)展望

面臨的挑戰(zhàn)

冷凍電子顯微學(xué)在樣品制備、高分辨率結(jié)構(gòu)的分析與建模、生物大分子構(gòu)象不均一性的分析等方面仍存在技術(shù)難點(diǎn)。

冷凍電鏡設(shè)備的依賴進(jìn)口以及維修和備件供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)也是當(dāng)前面臨的問(wèn)題之一。

未來(lái)展望

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展、新的結(jié)構(gòu)解析算法的不斷涌現(xiàn)以及冷凍電子顯微鏡硬件的改進(jìn)，冷凍電子顯微學(xué)在研究對(duì)象、分辨率水平、研究方法等多方面將繼續(xù)取得進(jìn)步。

冷凍電子顯微學(xué)將有望在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、藥物研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

四、國(guó)際合作與交流

國(guó)際合作項(xiàng)目

中國(guó)科學(xué)家在冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域積極參與國(guó)際合作項(xiàng)目，與全球頂尖科研機(jī)構(gòu)開展合作研究。

這些合作項(xiàng)目有助于推動(dòng)中國(guó)在該領(lǐng)域的快速發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。

學(xué)術(shù)交流活動(dòng)

國(guó)內(nèi)定期舉辦冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的學(xué)術(shù)會(huì)議和研討會(huì)，為科研人員提供交流最新研究成果和探討技術(shù)難題的平臺(tái)。

全國(guó)冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究可以應(yīng)用在哪些行業(yè)或產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域

一、藥物研發(fā)領(lǐng)域

藥物靶點(diǎn)研究：通過(guò)冷凍電子顯微學(xué)技術(shù)，可以解析藥物靶標(biāo)蛋白的三維結(jié)構(gòu)，為藥物設(shè)計(jì)提供精確的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。例如，解析病原體蛋白的結(jié)構(gòu)有助于開發(fā)針對(duì)特定靶點(diǎn)的藥物。

藥物篩選與優(yōu)化：基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模擬可以預(yù)測(cè)和評(píng)估藥物候選分子與靶標(biāo)蛋白的相互作用，從而優(yōu)化藥物設(shè)計(jì)，提高藥物的療效和安全性。

二、生物工程領(lǐng)域

生物分子改造：通過(guò)了解生物大分子的結(jié)構(gòu)，可以對(duì)其進(jìn)行改造，以改進(jìn)其性能。例如，改變酶的催化活性或抗體的特異性，以滿足特定的工業(yè)或醫(yī)學(xué)需求。

生物制品開發(fā)：在生物制藥領(lǐng)域，冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究有助于開發(fā)出更有效的生物制品，如藥物、疫苗和酶等。

三、生命科學(xué)研究領(lǐng)域

生物學(xué)過(guò)程解析：深入了解生物大分子的結(jié)構(gòu)有助于揭示生物學(xué)過(guò)程，如基因表達(dá)、信號(hào)傳導(dǎo)和代謝途徑等。這有助于科學(xué)家更全面地理解生命活動(dòng)的分子基礎(chǔ)。

疾病機(jī)制研究：通過(guò)解析與疾病相關(guān)的生物大分子的結(jié)構(gòu)，可以揭示疾病的發(fā)病機(jī)制，為疾病的診斷和治療提供新的思路。

四、材料科學(xué)領(lǐng)域

生物材料開發(fā)：冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究有助于開發(fā)具有特定功能的生物材料，如蛋白質(zhì)基納米材料和生物降解材料等。這些材料在醫(yī)學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

材料性能優(yōu)化：通過(guò)了解生物大分子的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，可以為材料科學(xué)的性能優(yōu)化提供新的思路和方法。

五、其他領(lǐng)域

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的研究有助于揭示植物、動(dòng)物和微生物等生物體的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，為農(nóng)業(yè)育種、病蟲害防治等提供科學(xué)依據(jù)。

環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域：該技術(shù)還可以用于觀察環(huán)境樣品中的污染物和微生物，為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供技術(shù)支持。

全國(guó)冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域有哪些知名研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)品牌

研究機(jī)構(gòu)

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所

簡(jiǎn)介：作為中國(guó)科學(xué)院下屬的重要科研機(jī)構(gòu)，生物物理研究所在冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域擁有深厚的研究基礎(chǔ)和卓越的科研成果。

研究方向：涵蓋冷凍電子顯微學(xué)技術(shù)、生物大分子結(jié)構(gòu)解析、生物物理過(guò)程研究等多個(gè)方面。

清華大學(xué)

簡(jiǎn)介：清華大學(xué)在冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的研究實(shí)力強(qiáng)勁，擁有多個(gè)頂尖的研究團(tuán)隊(duì)和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

研究方向：包括冷凍電子顯微學(xué)新技術(shù)開發(fā)、生物大分子復(fù)合物結(jié)構(gòu)解析、藥物靶點(diǎn)研究等。

北京大學(xué)

簡(jiǎn)介：北京大學(xué)在生命科學(xué)領(lǐng)域具有深厚的學(xué)術(shù)底蘊(yùn)，冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)也是其重點(diǎn)研究方向之一。

研究方向：涉及生物大分子結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、疾病機(jī)制研究、生物材料開發(fā)等。

南方科技大學(xué)冷凍電鏡中心

簡(jiǎn)介：該中心由深圳市政府投資建設(shè)，擁有先進(jìn)的冷凍電鏡設(shè)備和專業(yè)的科研團(tuán)隊(duì)。

研究方向：專注于冷凍電子顯微學(xué)技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

企業(yè)品牌

水木未來(lái)（北京）科技有限公司

簡(jiǎn)介：水木未來(lái)成立于2017年底，總部位于北京，是一家致力于運(yùn)用冷凍電子顯微學(xué)技術(shù)提升新藥研發(fā)速度和高難靶點(diǎn)成藥性的企業(yè)。

業(yè)務(wù)方向：提供新藥靶點(diǎn)驗(yàn)證、化合物庫(kù)篩選、候選化合物發(fā)現(xiàn)以及治療性抗體研發(fā)等綜合性技術(shù)服務(wù)。

上海月新生科信息科技有限公司

簡(jiǎn)介：月新生科成立于2018年，主要業(yè)務(wù)包括IT系統(tǒng)集成、大數(shù)據(jù)分析與處理流程及軟件開發(fā)、人工智能軟件與裝置的技術(shù)開發(fā)等。

業(yè)務(wù)方向：在冷凍電鏡領(lǐng)域，提供應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)外包服務(wù)、HPC集群解決方案、云平臺(tái)、單顆粒分析培訓(xùn)、應(yīng)用軟件開發(fā)定制等服務(wù)。

無(wú)錫佰翱得生物科學(xué)股份有限公司

簡(jiǎn)介：佰翱得生物成立于2009年，是一家專注于為全球創(chuàng)新藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)提供新藥早期研發(fā)CRO服務(wù)的生物科學(xué)公司。

業(yè)務(wù)方向：以復(fù)雜蛋白制備為基礎(chǔ)，以結(jié)構(gòu)生物學(xué)為核心競(jìng)爭(zhēng)力，提供從基因到冷凍電鏡解析結(jié)構(gòu)的全方位服務(wù)。

全國(guó)冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域有哪些招聘崗位或就業(yè)機(jī)會(huì)

一、科研機(jī)構(gòu)與高校

科研助理

協(xié)助課題組完成科研任務(wù)，包括樣品制備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等。

參與實(shí)驗(yàn)室日常管理，維護(hù)儀器設(shè)備，協(xié)助跨組協(xié)作。

博士后研究員

在導(dǎo)師指導(dǎo)下開展獨(dú)立的科研工作，推動(dòng)冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的前沿研究。

撰寫和發(fā)表高水平的科研論文，參與學(xué)術(shù)交流和合作。

教師/教授

在高校擔(dān)任相關(guān)課程的教學(xué)工作，培養(yǎng)未來(lái)的科研人才。

開展科研項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展。

二、生物技術(shù)企業(yè)

冷凍電鏡技術(shù)工程師

負(fù)責(zé)冷凍電鏡設(shè)備的日常維護(hù)、保養(yǎng)和故障排除。

提供技術(shù)支持和培訓(xùn)，協(xié)助客戶進(jìn)行樣品制備和數(shù)據(jù)采集。

結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究員

運(yùn)用冷凍電子顯微學(xué)技術(shù)解析生物大分子的三維結(jié)構(gòu)。

參與藥物研發(fā)項(xiàng)目，為藥物設(shè)計(jì)提供結(jié)構(gòu)生物學(xué)依據(jù)。

數(shù)據(jù)分析師

對(duì)冷凍電鏡采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提取結(jié)構(gòu)信息。

開發(fā)和應(yīng)用新的數(shù)據(jù)分析算法和軟件，提高數(shù)據(jù)處理效率。

三、制藥企業(yè)

新藥研發(fā)科學(xué)家

運(yùn)用冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)篩選和優(yōu)化藥物靶點(diǎn)。

參與新藥研發(fā)的全過(guò)程，從靶點(diǎn)驗(yàn)證到臨床前研究。

生物信息學(xué)家

對(duì)冷凍電鏡數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析，揭示生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系。

參與藥物研發(fā)中的生物信息學(xué)研究和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。

四、其他相關(guān)領(lǐng)域

醫(yī)療器械企業(yè)

開發(fā)基于冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)的醫(yī)療器械和設(shè)備。

提供技術(shù)支持和培訓(xùn)，協(xié)助醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)備的使用和維護(hù)。

科研院所與檢測(cè)機(jī)構(gòu)

提供冷凍電子顯微學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的檢測(cè)和分析服務(wù)。

參與科研項(xiàng)目的合作與交流，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展。