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华康路125号,南京大学人工智能生物医药技术研究院(下文简称“研究院”)的实验区里,一台近4米高的巨大仪器正安静运转。管线密密麻麻向外延伸,连接起更多设备。

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这台仪器,正是研究院新投用的生物冷冻电镜中心的“当家主角”——江苏省首台面向公共服务开放的300 kV冷冻电镜。

“自对外开放以来,预约就没断过。不仅有省内高校和三甲医院的团队,还有省外的课题组在排队。”研究院执行院长闫超介绍,“目前,使用预约已经排到明年了。”

一台仪器

为何档期拉满?

落地江北

又有什么意义?

01

一台“超级显微镜”

对很多人来说,“冷冻电镜”这个词有些陌生。但如果把它理解为一台“超级显微镜”,就容易理解多了。

“中学课堂里的光学显微镜,理论分辨率极限大约是200纳米,而高性能冷冻电镜可以观察到接近原子尺度的精细结构。”闫超解释。不仅是看得清,冷冻电镜还可以通过快速冷冻,将蛋白质、病毒等生物大分子保持在接近天然状态,再通过成像和三维重构,看清它们的精细结构。

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为什么要看蛋白质的结构?因为在新药研发中,这是绕不开的环节。创新药研发大致分为三步:发现疾病靶点、理解靶点的结构和性质、针对靶点设计筛选药物。只有看清靶点到底“长什么样”,才能知道哪些关键点位在发挥作用,为创新药的设计和优化按下“加速键”。

正因于此,冷冻电镜被誉为结构生物学研究的“国之重器”。然而,这台仪器不仅价格高昂,还必须由专业团队来运维操作,这也让冷冻电镜更加“珍贵”。

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“目前,全国范围内的300 kV冷冻电镜主要集中在北上广深的头部高校和研究所,大部分只对校内开放。”闫超介绍。

此前,省内的企业和科研团队想要做相关研究,只能带着样品远赴外地,而样品又要保持在零下190摄氏度左右的冷冻状态,研发人员拎着液氮罐赶路,既不方便,也不安全。

02

全省首台,对外开放

能不能让更多企业和科研团队,在“家门口”就有仪器可用?

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工作人员正在收集数据

正是带着这一想法,研究院决定引进仪器并向社会开放。在省科技厅的支持下,2024年9月仪器落地江北,经过近20个月的装机、团队试运行等,今年5月对外开放。自此,江苏省有了第一台面向公共服务开放的300 kV冷冻电镜。

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仪器组装中

仪器落地,只是第一步。

冷冻电镜是个“精细活”——样品制备、样品筛选、自动化数据采集、数据处理、三维重构/结构解析,工序环环相扣,每一道都需要专业功底。研究院与南京大学迅速组建了一支专业冷冻电镜技术团队,逐步建立起全流程技术服务体系。

“大家只需要把样品和需求带来,剩下的事交给我们。”闫超说。无论是基础研究、靶点发现,还是药物设计、优化,研究院都能提供支撑服务,为创新药研发缩短周期。

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有平台、有服务,自对外开放以来,冷冻电镜的预约小程序一直是“爆满”状态。既有高校科研团队前来,也有多家三甲医院临床团队排队,更不用说创新药企业。

“新区就有不少药企发来咨询预约。”闫超感慨。以专业服务,为走在研发前沿的团队助力,正是研究院的初心。扎根龙王山下,他们也希望为这里的生物医药创新集群发展添砖加瓦。

03

从一台仪器到一片生态

一台仪器的档期拉满,更看见一座城的前瞻布局。

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2018年,南京大学首次提出“人工智能生物学”概念;2019年,南京大学与江北新区共建研究院,正是瞄准人工智能生物学这个赛道。

而选择将这一前沿方向落地新区,原因也很朴素。“在南京做生物医药,江北是最合适的地方。”闫超说。新区坚实的生物医药产业基础,叠加与南大长久以来的产业合作、人才交流,非常适合研究院落地。

7年发展,一个环环相扣的平台体系已在此成形:除了冷冻电镜中心,还有人工智能新药研发平台、精准医学平台、超算平台等彼此串联,企业足不出楼,就能在此完成从靶点发现到药物研发的工作。

在此基础上,研究院已引进孵化艾码生物、联笃生物等16家企业,覆盖核酸药物、外泌体、合成生物学等前沿方向。

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还有更多规划在此推进。南大的“人工智能生物学”本科交叉班已办学两年,研究院作为校外实践平台,培养了一批又一批人才;不久前,研究院还与南京鼓楼医院等5家医院签署合作协议,将围绕AI精准医学推动临床诊疗与新药研发深度融合……上下游的拼图,正在大江北岸一片片凑齐。

从一台“超级显微镜”出发,到一个“AI+生物医药”的创新生态,以一流平台汇聚一流人才,江北与“南大智慧”的“化学反应”,才刚刚开始。

素材来源 | 生命健康办、南京大学人工智能生物医药技术研究院

部分图/文 | 高媛

发布 | 徐雅莹

审核 | 钱国江、吴小荣