“清北”聯手打造全球最大的冷凍電鏡集成平臺和生物大分子結構數據庫

昨天，落地青山湖科技城的清華大學—北京大學生命科學聯合中心青山湖平臺暨水木未來全球冷凍電鏡與AI藥物創新中心，為我們從亞納米微觀尺度觀望靶向藥的研制，提供了一個端口和路徑。

據該平臺負責人、水木未來(北京)科技有限公司CEO郭春龍介紹，人體內的疑難雜癥，往往是因為某種生物大分子的功能紊亂引起的，藥物開發就是尋找合適的小分子、抗體或其他生物分子，通過綁定結合靶點蛋白來激活或抑制它的功能。

此前，因為普通光學顯微鏡或常溫電子顯微鏡不能觀測到生物大分子的精細結構，科學家只能靠海量盲篩進行“笨辦法”的匹配。郭春龍用鎖和鑰匙的關系來打了個比方。“好比能打開一把鎖的疑似鑰匙有十億把，以前每一把都試一遍，不僅效率低，而且結合的精準度和契合度也不一定好，導致即使找到了藥，往往也有較大的副作用，需要做大量優化工作。”

郭春龍介紹，生物大分子結構在常溫下容易被高能電子破壞，不利于開展分子和基因尺度的生物學結構研究。有了冷凍電鏡技術，在-190℃的低溫環境條件下分析樣品，能大大提高分子穩定性和解析分辨率。相對于光學顯微鏡，分辨率高出幾個數量級。“使得我們能看到分子‘鎖眼’在原子級別的結構。不僅提高了‘找鑰匙’的效率，甚至可以去定制一把能‘開門’的‘鑰匙’，實現真正意義上的精準化藥物和創新療法研發。”

此次落地青山湖科技城的冷凍電鏡項目，還把人工智能算法引入生物大分子結構解析領域，可極大提高數據分析和分子建模效率。這意味著，以前需要花費數周甚至數月的建模時間，現在只需幾個小時甚至幾分鐘。郭春龍透露，眼下，水木未來正與多家藥企開展合作，基于結構和AI研制效果更好、副作用更低的創新藥物。

另據了解，此次在青山湖科技城投用的水木未來冷凍電鏡研發平臺，規劃了20臺高規格300KV冷凍電鏡，不久的未來還將引入用于原位高分辨解析的新型高端電鏡。一期投用6臺，打造全球最大的冷凍電鏡集成平臺和生物大分子結構數據庫。有關負責人透露，全球已有多家頂尖實驗室表達合作意愿。(記者 管光前 葉佳裕 臨安微融圈 周艷清)