原子尺度上的追逐｜专访王宏伟：如何抢占全球冷冻电镜先机

【编者按】

大至蓝鲸，小至病毒，生物的世界，可谓千差万别。但无论形态多么丰富，生命的奥秘却藏在蛋白质之中——它们好比构筑生命大厦的砖石，决定着生命可能具有的生物功能。要探究蛋白质结构，这就进入了微观的世界，是对纳米级别世界的窥探。1纳米相当于把一根头发丝切成5万份。要看清蛋白质结构，必须有“火眼金睛”。

中国在蛋白质领域曾有杰出建树。上世纪70年代初期，中科院物理所、中科院生物物理所、上海生化所、北京大学化学系、北京大学生物系共同组成的“北京胰岛素结构研究组”测定了亚洲第一个蛋白质晶体结构——猪胰岛素三方二锌晶体结构，这是中国结构生物学历史发展的起点。

历经跌宕起伏，50年过去后，中国的结构生物学家再次站上国际科研队伍的前列，试图在近原子分辨率下探索生命的奥秘。在最近向世界级高水平之巅发起的攀登中，清华大学结构生物学高精尖创新中心（下称“高精尖中心”）无疑是最耀眼的一支队伍。

该中心于2015年在北京市高等学校高精尖创新中心建设计划下应运而生，但该中心的力量积累则需要再往前推进20年。现年75岁的中国科学院院士、中国冷冻电镜先行者隋森芳即是早期最重要的力量之一，至今依然在该中心从事科学研究，并培育出不少当下的中坚力量。

近日，澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者来到清华大学，专访了清华大学生命科学学院院长、结构生物学高精尖创新中心执行主任王宏伟教授，清华大学医学院教授、结构生物学高精尖创新中心副主任李海涛，清华大学生命科学研究员、结构生物学高精尖创新中心PI李雪明，清华大学生命科学研究员张强锋，去年刚从清华大学生命科学学院博士毕业、新晋“世界最具潜力女科学家奖获得者”白蕊。通过这五位和高精尖中心深度交集的科学家向读者展现出：伴随着该中心的发展壮大，近几年来中国结构生物学如何再次站上世界前列。

“就结构生物学领域来说，清华结构生物学高精尖创新中心经过这5年的发展，在国际上的影响力应当说是名列前茅的。具体排名可能也没有太大意义，但是我们的队伍很年轻、很有活力、也很有竞争力，培养出来的学生的基础知识、实验技能、科研能力都非常扎实，这些都是得到世界公认的。”

近日，清华大学生命科学学院院长、高精尖中心执行主任王宏伟在接受澎湃新闻记者（www.thepaper.cn）专访时如此总结眼下的高精尖中心。王宏伟1992年考入清华大学生物科学与技术系，本科毕业后在清华大学继续师从中国冷冻电镜先行者隋森芳从事冷冻电镜的相关研究。博士毕业后前往美国，在劳伦斯伯克利国家实验室、耶鲁大学辗转10年后，最终于2011年加入清华大学生命科学学院。

彼时国家蛋白质科学研究(北京)设施的筹建是王宏伟回到清华的契机。2009年，尚在耶鲁大学分子生物物理与生物化学系担任助理教授的王宏伟在回母校清华大学访问之际，隋森芳和刚回到清华不久的施一公向他提起了国家蛋白质科学研究(北京)设施筹建的计划，该设施将以冷冻电镜为主。抉择2年之后，王宏伟最终回归，“从1996年读博士开始到2011年，十几年的时间我一直从事这个领域的研究，而且那时候冷冻电镜技术正在向前发展，从我们领域来讲，有机会建设这样一个大规模的设施，不是那么容易，人一辈子也许只能碰到这么一次，所以觉得还挺有吸引力的。”

国家蛋白质科学研究(北京)设施是“十一五”、“十二五”期间重点建设的国家重大科技基础设施，于2012年下半年正式启动。其中，以电镜为主的复合结构蛋白质组解析系统及功能蛋白质组研究系统的部分设施由清华大学负责实施，冷冻电子显微学系统是其中的核心设施。该设施筹建之际，高精尖中心尚未酝酿。

王宏伟回到清华之后，陆续有更多结构生物学及冷冻电镜领域的优秀且心怀理想的一批科学家加入进来，这支不断壮大的队伍最终创造了中国结构生物学基础研究持续数年的高产高质量现象。

然而，高精尖中心如何在未来保持先进性？这是一个属于“高手”的困扰。“未来的科学研究希望能出现更加原创性、更加颠覆性的发现，包括理论和概念的建立、开创性的方法学研究，我们要更加注重在这方面做出一些更重要的发现。”王宏伟期待依托冷冻电镜更多重大的科学问题将得以解答，甚至发现一些此前从未认知到的生命现象。

2011年，37岁的王宏伟全职回到清华大学生命科学学院，“我回来的一个主要任务就是牵头清华大学冷冻电镜设施的建设。”国家蛋白质科学研究(北京)设施正式启动之后，王宏伟开始负责冷冻电镜仪器设备的采购、调试、安装，以及同时进行招兵买马。2016年，其接替施一公担任清华大学生命科学学院院长。王宏伟曾获2018年“谈家桢生命科学创新奖”、2019年首届“科学探索奖”。

王宏伟自身主要研究方向包括：更高效、更高分辨率的冷冻电镜方法学开发；核酸质量控制的分子机制和调控；细胞骨架和生物膜系统的协调机制。主要成果包括利用球差矫正冷冻电镜和电压相位板技术在过焦状态下解析至近原子分辨率蛋白结构、分子量52千道尔顿的链霉亲和素蛋白的3.2埃分辨率冷冻电镜单颗粒三维重构、设计开发一种新型功能化石墨烯电镜支撑膜用于冷冻电镜高分辨率三维结构解析等。

雏形

生命活动的关键密码在于核酸和蛋白质，核酸携带着遗传物质，蛋白质则是生命活动的主要执行者，异常的蛋白质空间结构很可能导致其生物活性的降低、丧失，甚至会导致疾病。而围绕蛋白质的结构解析则始于近80年前，X射线晶体学、核磁共振波谱学（NMR）曾是两大主要技术手段。

结构生物学领域的科学家具体做什么工作？在最新的新冠疫情科研攻关中其实就有很多这些学者的身影。以高精尖创新中心王新泉教授为例，长期从事晶体解析的他在疫情暴发之后即和清华大学医学院张林琦教授团队合作，他们针对新冠病毒的首个重要研究成果即解析了病毒刺突蛋白受体结合结构域（RBD）与人受体蛋白ACE2复合物2.45埃的高分辨率晶体结构，准确定位了病毒RBD和受体ACE2的相互作用位点，揭示了受体ACE2特异性介导新冠病毒细胞侵染的结构基础。这项研究为治疗性抗体药物开发以及疫苗的设计奠定了坚实的基础，3月30日，顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表了该成果。

这只是他们众多重要成果之一，而时间再倒回9年，清华大学的结构生物学家力量才开始真正汇集。2011年4月，清华大学结构生物学中心正式成立，时任清华大学校长顾秉林和时任清华大学生命科学学院院长施一公共同为中心揭牌。这实际上是后来高精尖中心的雏形。

2008年，41岁的施一公辞去美国普林斯顿大学终身教授的职位回国发展，第二年9月，清华大学正式成立生命科学学院，施一公任首任院长。作为世界级的结构生物学家，施一公回到清华后壮大学校的结构生物学是必然事件。“从那时候开始准备建设结构生物学中心，招募一些年轻的科学家，然而从某种意义上来说，清华的结构生物学并不是只从2008年开始”。

王宏伟细数了几位早期代表性人物。其博士期间的导师隋森芳是中国冷冻电镜的先行者，1989年，44岁的隋森芳回国开启他在清华生物科学与技术系的工作，从事电子显微镜结构生物学研究。7年之后，已在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上首先发表了艾滋病毒基质蛋白SIV-MA晶体结构的饶子和从英国牛津大学回归，同样加入了清华生物科学与技术系。

“那个时候清华大学的结构生物学已经开始做了。”王宏伟回忆当时的情形，“那时国内的科研条件，尤其是硬件设施跟国外比还是有很大的差距，但是他们把一些新的方向和新的理念开始做起来了。”

2000年之后，曾经在普林斯顿大学施一公实验室从事博士后工作的吴嘉炜（现苏州大学医学部特聘教授）、颜宁（2017年赴普林斯顿大学，为该校分子生物学系首位雪莉•蒂尔曼（Shirley M. Tilghman）终身讲席教授）分别在2003年、2007年回到清华。

随着2008年施一公的回归，且随后引入了王新泉、李海涛、杨茂君等数位从事结构生物学的专家后，“清华做结构生物学的人更多了，然后就建立了清华大学结构生物学中心。”

而到2015年的时候，清华从事结构生物学研究的PI总数达到了十多位，包括王宏伟在内。“当时无论从已经发表的科研成果方面来讲，还是从整体的体量上来看，包括从事这方面工作的研究生、博士后、工作人员，都已经形成了比较大的规模。”也正是持续发展的规模对资源、人才等提出进一步要求，“我们面临一些瓶颈。”

恰好在那一年，北京市教育委员会提出北京高等学校高精尖创新中心建设计划。王宏伟对当时这项计划的理解为，“北京市希望通过提供一些科研经费来支持各个领域能够达到国际顶尖水平的科学研究中心，然后希望这些中心在有了这种支持后可以从全世界引进一些高水平专家，不管是顶尖的科学家，还是青年科学家。”他认为，这些目标刚好与清华的结构生物学需要进一步发展的契机结合了起来。

最终在2015年10月，北京成立首批13个高校高精尖创新中心。这批创新中心在经费使用、评估方式上较以往有较大改变。按照计划，北京市市财政持续稳定地对中心进行滚动支持，5年为一周期，每年给予每中心5000万元至1亿元的经费投入，高校拥有较大自主权。原则上不低于70%的经费用于聘任国内外高端人才（其中，不低于50％的经费要用于引进国际顶尖创新人才，不低于20％的经费要用于引进京外人才。）

清华大学结构生物学高精尖创新中心作为首批13个北京市高校高精尖创新中心之一，以清华大学为依托和牵头单位，与北京工业大学共建，中心首任主任为施一公。“虽然我们前期做的不错，从2000年开始到2015年这十几年的时间里，清华的结构生物学在国内颇有影响，在国际上也已经崭露头角，但是需要进一步提升。”王宏伟认为，高精尖中心的设立对清华结构生物学发展而言是一个至关重要的后续支撑。

布局

现在谈高精尖中心，已经离不开讨论冷冻电镜，尤其是在2015年之后。

冷冻电子显微镜（Cryo-EM），即在低温下使用透射电子显微镜对冷冻固定在玻璃态冰中的生物大分子进行成像，然后应用计算机对图像进行处理和计算，最终重构生物大分子的三维结构。具体操作时，先将样品冷冻起来然后保持低温放进显微镜，高度相干的电子作为光源从上面照下来，透过样品和附近的冰层，受到散射。再利用探测器和投射系统把散射信号成像记录下来，最后进行信号处理，得到样品结构。

回顾冷冻电镜的历史，上世纪七八十年代，欧洲、美国的一些实验室开始逐渐拼凑齐了技术链。对结构生物学家而言，他们对冷冻电镜这一技术手段从质疑、观望，最终走向拥抱。但对更多人来说，冷冻电镜是一个新名词，2017年的诺贝尔奖是大多数人了解冷冻电镜的开端。

2017年10月4日17时45分许，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布将2017年度诺贝尔化学奖授予英国剑桥大学科学家理查德·亨德森（Richard Henderson）、美国哥伦比亚大学科学家约阿基姆·弗兰克（Joachim Frank）、瑞士洛桑大学科学家雅克·迪波什（Jacques Dubochet），以表彰他们发展了冷冻电子显微镜技术，以很高的分辨率确定了溶液里的生物分子的结构。这是冷冻电镜领域的高光时刻之一。

在1975年之际，当时距离电子显微镜诞生已有40年左右时间，其应用在“死”物质里如火如荼，在生物学领域却被普遍认为“不适用”。强电子束、真空腔，这些环境使得生物样品注定被破坏。但亨德森在细菌视紫红质（bR，能吸收光能）上的尝试，证明了电子显微镜在生物领域的适用性。

亨德森将未脱离细胞膜的细菌视紫红质直接放置在电子显微镜下进行观察，借助表面覆盖的葡萄糖防止真空干涸，并采用强度更低的电子束流，得出细菌视紫红质在细胞膜上是规整排列且朝向一致。之后，在剑桥大学MRC分子生物学实验室Aron Klug等人提出的三维重构技术的基础上，亨德森和同事获得了细菌视紫红质较为粗糙的三维立体结构图像。

这也是历史上第一张膜蛋白领域的三维结构，分辨率达到7埃（Å），相当于0.7纳米，而1纳米的直观感受相当于把一根头发丝切成5万份。这已经是当时电子显微镜获得的历史最佳蛋白图像。当然，亨德森对此并不满意，他的目标是分辨率达到3埃左右，这一清晰水平才能和此前的X射线晶体学成像大致相当。

弗兰克则是冷冻电镜单颗粒分析的鼻祖，耗费十余年时间完成单颗粒三维重构算法及软件Spider，他的图形拟合程序被认为是冷冻电镜发展的基础。弗兰克也是高精尖中心的学术顾问。

迪波什的重要贡献则是在真空环境下使生物分子保持自然形状，毕竟亨德森在细菌视紫红质成像时使用的葡萄糖保护样品的方法并不普遍适用。迪波什得出的方法是对生物样品进行玻璃态冰化（vitrifying water），最终于1982年，他开发出真正成熟可用的快速投入冷冻制样技术制作不形成冰晶体的玻璃态冰包埋样品。1984年，迪波什首次发布不同病毒的结构图像。

当然，冷冻电镜时代的真正来临，还得益于样品制备技术、新一代电子探测器发明、软件算法优化等多方面技术的进步。2013年，加州大学旧金山分校（UCSF）程亦凡和David Julius 的研究组用冷冻电镜首次得到膜蛋白TRPV1 的3.4 埃接近原子级别高分辨率三维结构，这一结果被视为具有里程碑意义。

王宏伟形容2013年之后的冷冻电镜为“异军突起”，“ 在2014年前后冷冻电镜在方法学上有重大突破，使得在短短的一两年的时间里冷冻电镜技术异军突起，引起了全世界所有结构生物学领域的重视，大家都意识到了冷冻电镜是至关重要的。”而彼时，结构生物学界面临整体转型，在此之前结构生物学主要是以X射线线晶体学研究为主。

蛋白质结构解析崛起于1960年代，X射线晶体学则是最早用于结构解析的实验方法之一，这一方法的关键步骤之一是，为获得可供X射线衍射的单晶，需要将纯化后的生物样品进行晶体生长。而现实情况却是，目前很多复杂的大分子物质难以获得晶体。另一种主要手段是核磁共振，该手段能解析在溶液状态下的蛋白质结构，因此被认为比晶体结构更能够描述生物大分子在细胞内的真实结构，并且能获得氢原子的结构位置，缺点则在于蛋白质在溶液中往往结构不稳定而难得获取稳定的信号。

冷冻电镜技术的强大在于其突破此前数百年科学家们的研究极限。2015年，《自然》旗下子刊《自然-方法学》（Nature Methods）将冷冻电镜技术评为年度最受关注的技术。2017年，诺贝尔奖官方称其为“使得生物化学进入一个新时代”的技术。2017年5月，已经是国内冷冻电镜应用领域领军人物的施一公曾表示，冷冻电镜的发展像是一场猛烈的革命，“就目前发展前景来看，冷冻电镜技术是可与测序技术、质谱技术相提并论的第三大技术！”在冷冻电镜技术臻于成熟之前，施一公也是致力于借助X射线晶体学手段解析生物分子结构。

而在王宏伟看来，清华的优势在于提前布局了冷冻电镜。2009年8月25日上午，清华大学医研院—FEI电子显微镜合作签字仪式暨亚洲首台Titan Krios冷冻电镜安装落成仪式在医学科学楼举行，时任生命科学与医学研究院副院长施一公在合作协议上签字。FEI TITAN KRIOS 300千伏透射电镜是世界上最先进的高分辨场发射冷冻透射电镜，彼时在世界范围内安装完成不超过5台。

这第一台设备实际上对吸引高端人才起到了很好作用，“包括我本人回来也是受此影响，也因为有了第一台设备，后来在国家蛋白质设施建设的时候自然而然就以冷冻电镜为主去发展。”

评价当时这一举措，王宏伟表示，“应该是非常有勇气，我想也体现了清华整个结构生物学领域的高瞻远瞩。当然，大家也没想到很快就证明了当时所做的决定是多么正确。”

前有多位长期从事冷冻电镜相关研究的人才累积，加之随后国家蛋白质科学研究设施北京基地的启动，到2015年的时候，清华已经采购了重要的大型冷冻电镜设备，从硬件上来说装备已经比较齐全。“清华当时高端（300KV）的冷冻电镜有三台，数量在当时是全球第一，这件事情的国际影响力在当时也是非常大的。”

王宏伟认为，2015年，也就是技术完全发展起来之后，清华已经占了很大的先机。截至目前，清华大学已有四台高端冷冻电镜，此外还有四台中低端冷冻电镜。

丰收

实际上，在2014年左右，高精尖中心原本借助X射线晶体学手段研究的多位研究者纷纷转向使用冷冻电镜技术手段，清华的生物结构解析也相继取得突破性成果。

高精尖中心的一份数据统计显示，中心人员以第一和通讯作者身份累计在国际学术期刊《科学》、《自然》、《细胞》发表论文57篇，研究工作涉及诸多现代结构生物学领域的前沿研究问题：包括：RNA剪接体、植物抗病小体、线粒体超级复合物、组蛋白修饰、离子通道等，这些研究成果均在生命科学领域具有重大意义。

其中，施一公的剪接体相关研究荣获2015年度“中国十大科技进展”、杨茂君的线粒体呼吸链超级复合物相关研究获得2016年度“中国生命科学十大进展”。近两年，隋森芳合作破解的硅藻光合膜蛋白超分子结构和功能之谜，对于理解光合生物捕光系统的结构和功能具有重大启示意义。柴继杰主导的植物抗病小体的结构与功能研究，被誉为植物免疫领域的里程碑事件。这两项研究皆被评选为2019年度“中国生命科学十大进展”。

此外，高精尖中心在开发原创技术与方法方面，也已经产生很强的国际影响力。其中，在冷冻电子显微学的方法和技术开发、原创科学成果基础上的转化与应用方面，建设了包括李雪明研究组开发的THUNDER软件系统、VR结构生物学应用平台等。例如，陈春来团队开发的应用于新型单分子荧光显微镜的设计和生产已获批知识产权；张强锋团队从事的人工智能生物学研究获得“2019年度中国生物信息学十大算法和工具”；其团队的RNA结构新技术和功能关系研究获得“2019年度中国生物信息学十大进展”；王宏伟团队与北京大学彭海琳团队合作开发的功能化单晶石墨烯新型电镜载网，有效提高了样品制备过程的可重复性，助力高分辨率生物大分子的结构解析。

经过五年建设，目前该中心有25位常驻学术带头人、14位合作学术带头人、3位国际学者，包括诺贝尔奖得主在内的11位国际学术顾问，30位跨学科项目合作研究人员，93位博士后和273位博士研究生。特别值得一提的是，具有博士生导师资格的独立实验室负责人（PI）的平均年龄只有40岁左右。

谈及目前高精尖中心的影响力，王宏伟反复提到，这份影响力不止在于国内，更在于国际舞台。

从冷冻电镜布局方面来说，清华的大体量设备让此前在结构生物学领域更具优势的国际团队望尘莫及。“英国、美国、德国、日本，这些国家的学者突然间意识到他们在设施上落后于中国。因为清华在有了三台高端设施之后的几年里，连续在冷冻电镜领域发表了多项高水平科学研究成果，从数目和质量上明显优于其他的国际团队。”正因如此，2016年开始，美国、英国、德国等国家纷纷提出建国家中心，参考中国模式把几台高端冷冻电镜集中起来运作。

“实际上清华的冷冻电镜设施在国际上起到了很大的引领作用，大家看到，清华不但有这个设施，而且还运行得很好，然后很快就做出了很多重要的科学发现，解决了很多科学问题，很多以前想象不到的结构清华都解析出来了，这个在国际上确实产生了很大影响。”

这种国际影响力还体现在来自国际团队的学术认可。王宏伟提到，过去这一两年里，很多人都主动与其联系，希望推荐高精尖中心的博士研究生前往对方实验室做博士后，他自己则也收到越来越多的申请，很多国外的博士生想到这里来做博士后。

同时，申请PI的人也越来越多。“现在已经到了我们开始挑选（人才）的程度，如果说5年前，或者更远来说10年前，那时候我们还没有太大的选择余地，但现在我们已经不只关注申请者在发表论文方面的表现，还要关注这个人整体素质及各方面潜力。”王宏伟表示，“就结构生物学领域来讲，清华的结构生物学高精尖创新中心经过这5年的发展，在国际上的影响力应当说是前几名。”尤其是，整体队伍的年轻活力、竞争力，培养出来的学生的基础知识、实验技能、科研能力都非常扎实，“这些是得到世界公认的。”

总结过往，王宏伟认为，过去的十几年里清华的结构生物学发展打下了非常好的基础，“高精尖中心的支持让我们整个水平上了一个台阶，我们下面在考虑如何一方面能够保持这样的先进性，另外一方面我们还要再上一个台阶。”他提到未来工作的关键词是“原创性”和“颠覆性”。

王宏伟以高精尖中心目前已经在做的一些科学问题为例来进一步强调，“我们现在很愿意支持这样一些研究，比如，之前有人想过，却从来没有人做过，但将来可能会是一个全新的领域。我们鼓励从头开始，当然最后它能不能‘生根发芽’，我们不知道，但是我们希望能够存在很多这样的可能性。”

在中心自身向前发展之外，未来还可能肩负更多使命。“实际上我们现在越来越意识到，从某个层面来讲，结构生物学其实更像是一种科学研究的方法和手段，依托于我们结构生物学这种非常领先的状态，可以把清华的整体生物学科向前带动。”

而在这个方向上近年来已有所行动，高精尖中心的研究人员和清华大学甚至校外的其他研究团队保持着越来越密切的合作。“如果把结构生物学和不同领域的科学问题结合到一起来做的话，其实可以提供更多解答，尤其对于机制的了解非常关键，也可能会有很多新的概念从这里突破出来。”

未来

2009年清华大学第一台高端冷冻电镜落成之际，此举不可谓不大胆。然而，2015年之后，这种“大胆”在国内被接二连三复制。

据王宏伟了解，截至目前，国内已经投入使用的高端冷冻电镜可能接近30台，另外还有部分已经采购但尚未安装到位的，可能还有十几台，“我估计未来的两三年国内投入使用的设备可能会达到四五十台的规模。”

而国内冷冻电镜的购买热潮，背后基本源于一种说法，即“冷冻电镜+清华大学=CNS”，这对很多高校和科研单位而言，无疑是巨大的吸引力。尽管建设一个冷冻电镜平台需要付出昂贵的经济代价，一套标准配备往往耗资逾亿元。

如何看待这种热潮？王宏伟认为有其合理性，但也同时充满不确定性。

“大家意识到，我们在短短十年不到的时间里就发展到这样的一个水平，所以大家后来都在以清华模式为标准来建设冷冻电镜平台，国内的很多高校自然也想要建设。”但目前遍地开花的结果会是什么？“国内一下购买了很多设施，尤其是过去这两年，地方政府、学校纷纷出资支持建设冷冻电镜平台。未来会有怎样的发展？目前还很难说。”

王宏伟坦言，首先仪器设备很贵，但价钱还是次要因素，最重要的这是一种很复杂的高精尖仪器。“这样的设备不是说你花钱买来装上就能用，它毕竟不是像电脑一样的成熟设备，除了仪器本身，还需要一些非常有经验的高水平技术人员去运行、维护、调试，以及做一些更新的方法学推进，这方面目前是最缺的。”

正如在采访过程中王宏伟提及，高精尖中心这五年来的发展离不开一位重要人物——蛋白质冷冻电镜平台主管雷建林博士。雷建林从上世纪90年代中期开始以电镜为主要手段开展工作，2000年转向冷冻电镜领域，曾跟随冷冻电镜的先驱、单颗粒算法的首创和实现者Joachim Frank教授（前述诺贝尔奖获得者之一）进行冷冻电镜的技术研发工作。2008年中开始协助清华大学购置亚洲第一台Titan Krios冷冻电镜，同年11月回国任筹建的清华大学冷冻电镜平台主管。

“现在，在世界范围内，我认为他是冷冻电镜这种高端设施运行、维护和方法开发的一个非常好的专家，应该是最有经验的，过去这5年，清华的冷冻电镜设施始终保持在一个国际领先水平，他发挥了非常重要的作用。”

王宏伟借此强调，“国内购买这么多设备将来能不能充分利用起来，我觉得最重要的还是要看运行管理设备的人员。如果队伍强有力，我相信设备一定会得到很好的利用，如果队伍不行，那可能最后还是会有问题。”

值得注意的是，当其他科研单位的冷冻电镜尚在起步之际，高精尖中心的团队已将眼光放得更远。王宏伟等人认为，未来冷冻电镜的战场不应仅限于科研，更应在于新药开发等应用领域。

就在2017年，水木未来（北京）科技有限公司（下称“水木未来”）在北京成立，这家专注于临床前新药研发加速服务的平台型公司由王宏伟团队基于结构生物学和高性能计算相关技术孵化而来，高精尖中心的王宏伟、李雪明、张强锋、雷建林均担任这家公司的科学顾问。

成立当年，北京市科委、清华大学、赛默飞公司三方合作，共建冷冻电镜与药物发现创新中心，由水木未来负责运行。据悉，该公司获得了北京市政府给予的初期仪器设备支持，目前也已完成了天使轮融资，获得由高榕资本、普华资本、薄荷天使基金共同投资数千万人民币。

对于创立这家公司的初衷，王宏伟解释，“过去这两年，我们把清华冷冻电镜领域积累的经验和能力实现商业转化，随着冷冻电镜技术的发展，技术水平越来越完善，市场上的需求也越来越大，尤其是生物制药企业对冷冻电镜的需求明显比以前更大。在市场需求这么大的情况下，我们需要一个平台，可以把技术不只更好地服务于学校基础研究的需求，还服务于社会上工业界的新药研发需求。”

王宏伟认为，这是整个冷冻电镜以及结构生物学很重要的发展方向。“它不只是作为基础研究的一个很重要的工具，现在也已经成为药物研发的一个很重要平台，甚至可能会改变新药研发的模式。”他同时表示，这一步清华做的依旧是领先的，国际上类似商业化冷冻电镜平台还很少，“我们在亚洲是第一家，这也是清华结构生物学能力的一个体现。”

而这是王宏伟在9年前回国之际没有设想到的场景。