錢煒

2017年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了三位物理學(xué)家，他們的科學(xué)成就冷凍電鏡

卻成了生物學(xué)研究的“神器”。雖然三位諾獎(jiǎng)獲得者分別來(lái)自瑞士、美國(guó)和英國(guó)，

但在這一領(lǐng)域，中國(guó)與美國(guó)比肩，堪稱世界上冷凍電鏡擁有數(shù)量最多、應(yīng)用水平

最高的國(guó)家。但另一方面，對(duì)這一昂貴設(shè)備競(jìng)相投入的大手筆，卻難掩中國(guó)在

重大基礎(chǔ)性方法研究上的差距

2008年，王宏偉結(jié)束了在美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的工作時(shí)，拿到了幾個(gè)offer，其中包括母校清華大學(xué)的教職。考慮再三后，他選擇了去耶魯大學(xué)。那時(shí)候，耶魯已經(jīng)有一臺(tái)老型號(hào)的冷凍電鏡而清華一臺(tái)都沒(méi)有。不過(guò)，這在當(dāng)時(shí)還不是決定性因素，王宏偉說(shuō)，選擇耶魯，更多還是出于對(duì)世界一流名校的向往。

到了2009年底，已在耶魯拿到終身職位的他回國(guó)開(kāi)會(huì)，順便到訪清華，才得知清華已經(jīng)購(gòu)買了當(dāng)時(shí)世界上最新最高端的美國(guó)FEI公司生產(chǎn)的300KeV“Titan”型號(hào)冷凍電鏡。清華也因此急需熟悉電鏡技術(shù)的人才，因?yàn)橥鹾陚ナ沁@個(gè)領(lǐng)域的專家，時(shí)任清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)的施一公再度向他發(fā)出了回國(guó)邀請(qǐng)。王宏偉說(shuō)，“回美國(guó)后，我告訴耶魯，如果他們能購(gòu)買一臺(tái)最新的冷凍電鏡，我就留下來(lái)。但校方對(duì)購(gòu)買電鏡一事猶豫不決。權(quán)衡多方因素，我最終還是回到了母校?！?p>

中科院生物物理研究所的工作人員，辰示利用冷凍電鏡單顆粒三維重構(gòu)技術(shù)解析出的染色質(zhì)左手雙螺旋高級(jí)結(jié)構(gòu)。

王宏偉回來(lái)后，清華很快又購(gòu)買了兩臺(tái)Titan型號(hào)冷凍電鏡，這樣就有3臺(tái)高端冷凍電鏡，再加上中低端設(shè)備，共有7臺(tái)電鏡。在2013～2015年間，清華大學(xué)生科院是世界上最大的冷凍電鏡研究中心。

2016年8月，已經(jīng)是清華生科院院長(zhǎng)的王宏偉，與施一公、雷建寧合寫(xiě)了《冷凍電鏡在中國(guó)》一文，發(fā)表在英文學(xué)術(shù)期刊《蛋白質(zhì)科學(xué)》上。根據(jù)該文，當(dāng)前，中國(guó)的冷凍電鏡正處于快速發(fā)展階段。而今年10月三位科學(xué)家因發(fā)明冷凍電鏡而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，讓這一研究領(lǐng)域愈發(fā)炙手可熱。

冷凍電鏡2.0時(shí)代

“最近，我第50次收到郵件，咨詢應(yīng)該如何建一個(gè)最新型的冷凍電鏡設(shè)施。今天，如果你有機(jī)會(huì)問(wèn)一個(gè)世界知名大學(xué)的校長(zhǎng)：‘您的學(xué)校生命學(xué)科發(fā)展有哪些最需要的設(shè)備？冷凍電鏡很可能是居于首位的選擇……與此形成鮮明對(duì)比的是，5年前，相當(dāng)多的大學(xué)還在考慮是否應(yīng)該在本校設(shè)立冷凍電鏡這個(gè)研究領(lǐng)域;10年前，絕大多數(shù)學(xué)校可能還不知道居然有一種電子顯微鏡要用“冷凍”來(lái)做定語(yǔ)?！蓖鹾陚グl(fā)表在中國(guó)生物物理學(xué)會(huì)官方微信公號(hào)上的文章這樣寫(xiě)道。

如他所說(shuō)，冷凍電鏡的發(fā)展并非從一開(kāi)始就勢(shì)如破竹。X光晶體學(xué)、冷凍電鏡與核磁共振（NMR）是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的三大研究手段。冷凍電鏡的原理，就像中國(guó)武術(shù)里的點(diǎn)穴功夫一樣，將正在活動(dòng)的人一瞬間定住，再用相機(jī)拍照。

具體地說(shuō)，冷凍電鏡就是在傳統(tǒng)的電子顯微鏡之上，加了一個(gè)對(duì)生物樣品的冷凍環(huán)節(jié)。樣品在液氮中冷凍起來(lái)，通過(guò)超低溫傳輸系統(tǒng)置于電鏡的冷臺(tái)上，用高能量的電子束去照射冷凍樣品成像，并將圖像記錄下來(lái)，再在電腦中利用軟件對(duì)得到的圖像進(jìn)行分析處理，最終得到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

柳振峰、李梅、章新政（由左至右）手拿超級(jí)膜蛋白復(fù)合體的樣品合影。中科院生物物理所柳振峰研究組、章新政研究組和常文端/李梅研究組聯(lián)合攻關(guān)，通過(guò)單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，在國(guó)際上首次解析了高等植物（菠菜）的光系統(tǒng)—捕光復(fù)合物 超級(jí)膜蛋白復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu)。

冷凍電鏡的概念是在上個(gè)世紀(jì)70年代就被提出，技術(shù)發(fā)展也是從70年代開(kāi)始的。但由于分辨率遠(yuǎn)遜于X光晶體學(xué)，一直以來(lái)并不是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的主流研究方法。直到2013年，美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校的程亦凡團(tuán)隊(duì)利用改進(jìn)后的冷凍電鏡成功解析出TRPV1蛋白結(jié)構(gòu)，局面才有了根本性轉(zhuǎn)變。

程亦凡在電話接受《中國(guó)新聞周刊》采訪時(shí)解釋說(shuō)，他們之所以能取得成功，主要是相機(jī)的突破與算法的改進(jìn)。在相機(jī)方面，他們研發(fā)出直接電子探測(cè)器與單電子計(jì)數(shù)技術(shù)。過(guò)去，冷凍電鏡用的是傳統(tǒng)CCD相機(jī)，要先將電子轉(zhuǎn)換成光子，再由CCD記錄光子信號(hào)，這導(dǎo)致拍照的速度很低，信噪比差，圖像分辨率不高。

程亦凡的同事、美國(guó)科學(xué)院院士David Agard教授是相機(jī)研發(fā)領(lǐng)域的專家，在上世紀(jì)90年代初期就參與了第一代CCD相機(jī)的研制。在很多年前，Agard就認(rèn)為，單電子計(jì)數(shù)技術(shù)是最先進(jìn)的，一直在做研究。當(dāng)時(shí)，整個(gè)業(yè)界大部分的科學(xué)家們都不看好這一方向，認(rèn)為技術(shù)上達(dá)不到，有人甚至在開(kāi)會(huì)時(shí)直接宣稱單電子計(jì)數(shù)是不可行的。但Agard力排眾議推進(jìn)此事，在與勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及Gatan公司的合作下，最終開(kāi)發(fā)出運(yùn)用單電子計(jì)數(shù)技術(shù)的直接電子探測(cè)器，也就是后來(lái)被Gatan公司商業(yè)化的K2相機(jī)。

如果說(shuō)今年的三位諾獎(jiǎng)得主研發(fā)出來(lái)的冷凍電鏡是1.0版本的話，程亦凡團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)，就是直接使電鏡升級(jí)進(jìn)入到2.0時(shí)代。這也是有人認(rèn)為程亦凡足可以獲諾獎(jiǎng)的原因。對(duì)此，他一笑了之，似乎并未當(dāng)真。

FEI公司在科學(xué)上的決策失誤也令他們痛失商機(jī)。盡管清華的3臺(tái)高端冷凍電鏡都是該公司的產(chǎn)品，但相機(jī)配備的卻都是Gatan公司的K2，這就像攢電腦一樣。如今這也是國(guó)際上高端冷凍電鏡的主流配置。

王宏偉評(píng)價(jià)說(shuō)，冷凍電鏡是一個(gè)高度交叉的領(lǐng)域，它綜合了光學(xué)、材料、生物、計(jì)算科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。像程亦凡就是物理學(xué)背景出身，后來(lái)又成長(zhǎng)為一名分子生物學(xué)家，因此，他能夠從生物學(xué)應(yīng)用的角度，參與到冷凍電鏡的技術(shù)研發(fā)中。他的貢獻(xiàn)，同時(shí)在于冷凍電鏡方法本身與電鏡應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)方面。

程亦凡則表示，過(guò)去，晶體學(xué)家們一直對(duì)冷凍電鏡不以為意，因?yàn)槔鋬鲭婄R能解析的結(jié)構(gòu)，都是晶體學(xué)手段已經(jīng)可以做到的。但TRPV1蛋白結(jié)構(gòu)是晶體學(xué)家們多年來(lái)一直想獲得而未能成功的“圣杯”。因此，當(dāng)他的團(tuán)隊(duì)首次利用改進(jìn)后的冷凍電鏡解開(kāi)該蛋白結(jié)構(gòu)后，“整個(gè)晶體學(xué)界意識(shí)到，電鏡可以做我們做不了的東西。從那以后，國(guó)際上很多著名的晶體學(xué)實(shí)驗(yàn)室，連夜決定改變方向，再也不做晶體學(xué)了，要開(kāi)始做電鏡。”

身為一名曾經(jīng)主要依靠晶體學(xué)手段來(lái)做研究的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家，施一公也曾于2015年表示，原來(lái)冷凍電鏡和X射線晶體衍射對(duì)結(jié)構(gòu)生物學(xué)的貢獻(xiàn)是1：10，而過(guò)去一年，這個(gè)比例幾乎倒了過(guò)來(lái)。

清華“押對(duì)了寶”

在北京晚秋的一個(gè)周末，《中國(guó)新聞周刊》記者來(lái)到位于清華大學(xué)生科院一樓的實(shí)驗(yàn)室，看到一座高達(dá)4米的冷凍電鏡鏡筒頂天立地矗立在房間里。另外兩臺(tái)Titan號(hào)冷凍電鏡，安裝在院子中間臨時(shí)加蓋的平房里——足見(jiàn)所有人最初都未充分預(yù)見(jiàn)到冷凍電鏡后來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。盡管是周末，仍有兩個(gè)團(tuán)隊(duì)在電鏡上做試驗(yàn)。

王宏偉表示，現(xiàn)在清華的三臺(tái)Titan電鏡都是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，所有想來(lái)做試驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)都要排隊(duì)。即使是校內(nèi)課題組申請(qǐng)使用，也至少要排隊(duì)等上兩個(gè)星期左右?！耙?yàn)橐鲈囼?yàn)的太多了，我們是人休息電鏡不休息。假如正好是過(guò)年期間排上了機(jī)時(shí)，就不能放假，要在這守著做。”

王宏偉也在文章中表示，如今，全世界所有的冷凍電鏡平臺(tái)都人滿為患。高端儀器設(shè)備的供不應(yīng)求，已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)生物學(xué)家抱怨最多的問(wèn)題之一，甚至可能比對(duì)經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)困難的抱怨還要多。在他們建設(shè)清華冷凍電鏡平臺(tái)時(shí)，曾有人擔(dān)心：“這么多的高端冷凍電鏡，未來(lái)會(huì)有足夠的人使用嗎？它們的運(yùn)行費(fèi)用將如何維持？”今天，令王宏偉和同事們遺憾的是，當(dāng)初沒(méi)有規(guī)劃更多的設(shè)備與空間，導(dǎo)致現(xiàn)在的運(yùn)行機(jī)時(shí)非常緊張。

2011年以來(lái)，清華生科院以第一作者單位在國(guó)際頂尖雜志 CNS（即《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》三大學(xué)術(shù)期刊）上發(fā)表論文40篇，其中，2016年發(fā)表13篇。王宏偉表示，如今，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域，清華的一舉一動(dòng)都受到國(guó)際同行的密切關(guān)注。

外界有人認(rèn)為，清華生科院近年來(lái)表現(xiàn)搶眼，應(yīng)歸功于冷凍電鏡。這雖并不公允，卻也道出了部分原因。

2015年，施一公團(tuán)隊(duì)首次捕獲剪接體高分辨率結(jié)構(gòu)，解決了業(yè)界多年以來(lái)未能突破的難題。當(dāng)時(shí)，他在新聞發(fā)布會(huì)上表示，“如果沒(méi)有冷凍電鏡技術(shù)的革新，就完全不可能得到剪接體近原子水平的分辨率?！被仡欉^(guò)去，王宏偉說(shuō)，清華能有今天的成績(jī)，得益于在冷凍電鏡尚未成為主流之前就提前布局。而這一決策，有一定的運(yùn)氣成分，但更多是歷史的必然性。

清華一直有電鏡研究的傳統(tǒng)與基礎(chǔ)，王宏偉的導(dǎo)師隋森芳院士從1990年代就開(kāi)始從事電鏡方面的研究，他本人在清華生物系攻讀碩士研究生與博士階段，研究的也正是電鏡技術(shù)。

2007年，當(dāng)“千人計(jì)劃”的標(biāo)桿人物施一公回國(guó)后，清華決定建設(shè)新的結(jié)構(gòu)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。當(dāng)時(shí)，上海光源的建設(shè)已經(jīng)為X光晶體學(xué)提供了應(yīng)用基礎(chǔ)，北京大學(xué)有一套NMR設(shè)備，結(jié)構(gòu)生物學(xué)的三大研究手段中只有冷凍電鏡在國(guó)內(nèi)還是空白。施一公結(jié)合國(guó)際前沿情況，判斷冷凍電鏡將是未來(lái)結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展方向，因此，他聯(lián)合隋森芳與王志新兩位院士，說(shuō)服清華大學(xué)，斥巨資3000萬(wàn)人民幣，購(gòu)買了清華也是全亞洲第一臺(tái)高端冷凍電鏡。

“當(dāng)清華購(gòu)買第一臺(tái)電鏡時(shí)，程亦凡革命性的研究成果尚未出爐。因此，那時(shí)候，我們只是覺(jué)得電鏡是未來(lái)方向，需要布局和研究。在這個(gè)意義上，也可以說(shuō)我們押對(duì)了寶?！蓖鹾陚ケ硎尽?/p>

英國(guó)劍橋MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室博士后張凱表示，如今，清華生科院與中科院生物物理所是目前國(guó)內(nèi)冷凍電鏡水平最高的研究機(jī)構(gòu)，包括電鏡應(yīng)用和方法本身。它們?cè)陔婄R應(yīng)用方面的論文產(chǎn)出，已經(jīng)與世界最頂級(jí)機(jī)構(gòu)如劍橋MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)，超越了世界大多數(shù)同行機(jī)構(gòu)。

瘋狂的設(shè)備競(jìng)賽

“瘋狂”，王宏偉在說(shuō)到全球冷凍電鏡發(fā)展情況時(shí)，用了這個(gè)詞。盡管冷凍電鏡身價(jià)非常昂貴，但“無(wú)論是中國(guó)還是歐美其他國(guó)家，冷凍電鏡都處于瘋狂的發(fā)展階段”。

8年前，清華購(gòu)買第一臺(tái)300KeV冷凍電鏡時(shí)，施一公花了兩周時(shí)間與對(duì)方談判，最終將價(jià)格砍到了3000萬(wàn)元人民幣，而根據(jù)外媒報(bào)道，它的公開(kāi)最新價(jià)格已漲到了600萬(wàn)美元折合人民幣近4000萬(wàn)。這還沒(méi)有包括需要額外配備的、身價(jià)近400萬(wàn)人民幣的K2相機(jī)。此外，冷凍電鏡一年的運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)成本也有300萬(wàn)左右。

2017年8月，美國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)的會(huì)刊《ASBMB Today》上發(fā)表了一篇文章，名字就叫《瘋狂的冷凍電鏡》。文中，人類基因組工程發(fā)起人柯林斯表達(dá)了對(duì)美國(guó)在冷凍電鏡平臺(tái)建設(shè)上動(dòng)作遲緩的焦慮：“在讓科研人員獲得冷凍電鏡的使用機(jī)會(huì)上，美國(guó)已經(jīng)落在了中國(guó)和歐洲的后面。我們非常關(guān)注此事并覺(jué)得我們應(yīng)該做些什么。”

實(shí)際上，柯林斯的焦慮可能只是美國(guó)這個(gè)世界科學(xué)界的長(zhǎng)期領(lǐng)跑者未雨綢繆的擔(dān)心。加州大學(xué)洛杉磯分校的周正洪教授也是冷凍電鏡領(lǐng)域的權(quán)威專家。他在接受《中國(guó)新聞周刊》采訪時(shí)表示，當(dāng)前，在冷凍電鏡的數(shù)量上，中國(guó)和美國(guó)堪稱平起平坐，都處于領(lǐng)先地位，超過(guò)英國(guó)與德國(guó)，更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于日本和法國(guó)。而亞洲的另一個(gè)大國(guó)印度最近才剛剛完成第一臺(tái)冷凍電鏡的購(gòu)買交易。

王宏偉則表示，雖然清華的冷凍電鏡起步早，曾一度領(lǐng)先于世界，但國(guó)外趕超得非?？?。

目前，英國(guó)的電子生物成像中心（eBIC）與美國(guó)紐約的結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心等幾家科研機(jī)構(gòu)擁有的電鏡數(shù)量已經(jīng)超過(guò)清華或與其持平。截至目前，美國(guó)正在運(yùn)行的高端冷凍電鏡已經(jīng)有30臺(tái)左右，但很多大學(xué)仍在紛紛購(gòu)買冷凍電鏡。NIH（美國(guó)國(guó)家健康研究所）也在建設(shè)自己的電鏡中心。據(jù)了解，到明年年底，僅300KeV的高端冷凍電鏡，美國(guó)就將有100臺(tái)左右;此外，已經(jīng)擁有10臺(tái)冷凍電鏡的德國(guó)，在最近又宣布還將購(gòu)買17臺(tái)。

中國(guó)也沒(méi)有落在人后。繼清華大學(xué)之后，中科院生物物理所、上海蛋白質(zhì)中心、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上?？萍即髮W(xué)、四川大學(xué)等多家高校與科研機(jī)構(gòu)都紛紛引進(jìn)高端冷凍電鏡。

2017年，浙江大學(xué)宣布，與國(guó)內(nèi)很多電鏡中心都是國(guó)家投資不同，該校將自籌經(jīng)費(fèi)6000萬(wàn)元建設(shè)冷凍電鏡中心，使之成為國(guó)際上配置最齊全、技術(shù)覆蓋最廣的電鏡研究中心之一。

由于有財(cái)力雄厚的深圳市的全力支持，剛剛辦學(xué)還不到10年的南方科技大學(xué)已經(jīng)買入兩臺(tái)冷凍電鏡，最近又在購(gòu)買兩臺(tái)新的電鏡。有傳聞稱，該校未來(lái)將擁有更多的高端冷凍電鏡。

根據(jù)王宏偉等人的統(tǒng)計(jì)，到2017年年底，中國(guó)將共有各種型號(hào)的冷凍電鏡50臺(tái)，其中高端冷凍電鏡20臺(tái)。到2018年年底，高端冷凍電鏡的數(shù)字將可能增至30臺(tái)。

“到明年年底，全世界的高端冷凍電鏡數(shù)量將增至200臺(tái)。這是一個(gè)發(fā)展非常迅速的領(lǐng)域，設(shè)備多了，參與的用戶也多了，這對(duì)于推動(dòng)冷凍電鏡的技術(shù)發(fā)展無(wú)疑是好事，但我也并不懷疑，并非所有的高端冷凍電鏡都會(huì)有良好的使用效率與高水平的科研產(chǎn)出。這取決于電鏡團(tuán)隊(duì)的管理水平、用戶的水平、以及設(shè)備擁有團(tuán)隊(duì)是否有能力對(duì)他們的電鏡做重要的技術(shù)改進(jìn)與革新?！蓖鹾陚ケ硎?。

對(duì)于這場(chǎng)不斷升級(jí)的高端科研設(shè)備“大賽”，程亦凡無(wú)法判斷中美之間究竟誰(shuí)將贏得冷凍電鏡擁有數(shù)量的冠軍，但是中國(guó)對(duì)冷凍電鏡的大手筆投資，給他留下了十分深刻的印象。

他指出，結(jié)構(gòu)生物學(xué)發(fā)展到今天，如果將其比喻成一棵大樹(shù)的話，過(guò)去能被晶體學(xué)家們摘掉的桃子都已經(jīng)被摘完了?，F(xiàn)在的冷凍電鏡是一個(gè)新梯子，可以幫助人們摘更高處的桃子。因此，他發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)一些在此領(lǐng)域毫無(wú)基礎(chǔ)的科研機(jī)構(gòu)也在購(gòu)買冷凍電鏡，主要就是用來(lái)做應(yīng)用研究。

在《冷凍電鏡在中國(guó)》一文中，王宏偉等人就指出，在中國(guó)冷凍電鏡發(fā)展迅速的同時(shí)也存在對(duì)其基礎(chǔ)性方法研究的不足。張凱也認(rèn)為，由于歷史積淀等方面的原因，中國(guó)在冷凍電鏡的重大基礎(chǔ)性突破上與國(guó)外頂級(jí)機(jī)構(gòu)相比還有不小差距，研究系統(tǒng)性也有一定差距，研究?jī)?nèi)容的多元化程度不夠，多學(xué)科相互滲透影響稍弱。在電鏡方法方面的研究依然是弱項(xiàng)，尤其是在重大基礎(chǔ)性方法研究上的差距可能在很長(zhǎng)一段時(shí)間很難改變。

程亦凡說(shuō)，“他們的思路是，只要購(gòu)買電鏡，就能發(fā)很多高影響因子的文章。這是一個(gè)好的策略嗎？我個(gè)人持保留意見(jiàn)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根源，是國(guó)內(nèi)科研的評(píng)價(jià)體系存在問(wèn)題，即‘唯CNS論。而什么樣的文章發(fā)CNS最快呢？是結(jié)構(gòu)生物學(xué)?！?/p>

身為一名結(jié)構(gòu)生物學(xué)家，程亦凡坦言，他一直有一個(gè)可能會(huì)得罪同行的看法：在生物學(xué)界，結(jié)構(gòu)生物學(xué)相對(duì)而言更像是一個(gè)體力活，而不是腦力活。結(jié)構(gòu)生物學(xué)的“桃子”在哪里，往往是明確的，只需要工具，有足夠的資源和人力，不需要?jiǎng)犹嗟哪X筋。但生物的其他領(lǐng)域里面，“桃子”在哪里還不知道，還需要去找。

當(dāng)前的形勢(shì)是，冷凍電鏡研究可以用“如火如荼、日新月異”這8個(gè)字來(lái)形容。據(jù)王宏偉統(tǒng)計(jì)，在1980年代，全世界從事冷凍電鏡相關(guān)研究的課題組不超過(guò)20個(gè)，總?cè)藬?shù)也不過(guò)100人;到2000年初，已經(jīng)增至近50個(gè);到2010年左右，以冷凍電鏡為主的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)超過(guò)100個(gè)。冷凍電鏡已經(jīng)吸引了越來(lái)越多數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)背景的科學(xué)家的加入，新概念與新技術(shù)不斷被引進(jìn)，因此，未來(lái)會(huì)有更多更快的技術(shù)革新出現(xiàn)，使冷凍電鏡技術(shù)更上一層樓。

很多人都問(wèn)程亦凡，冷凍電鏡的下一個(gè)技術(shù)突破在哪里？在他看來(lái)，冷凍電鏡目前還是有不少瓶頸問(wèn)題，但都屬于細(xì)節(jié)上的問(wèn)題。如果一定要說(shuō)未來(lái)還會(huì)有什么飛躍，那就是能不能用冷凍電鏡直接去看細(xì)胞里面的結(jié)構(gòu)。

“由于滾雪球效應(yīng)，冷凍電鏡領(lǐng)域今后5年的發(fā)展速度，將會(huì)大大快于上一個(gè)5年。因此，我很期待在未來(lái)5～10年內(nèi)，就看到電鏡技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！背桃喾蚕嘈?，盡管在5～10年后蛋白結(jié)構(gòu)的解析可能仍無(wú)法像如今的基因測(cè)序那樣的簡(jiǎn)單、快捷、高效，但隨著技術(shù)進(jìn)步，這一天遲早會(huì)到來(lái)。到那個(gè)時(shí)候，結(jié)構(gòu)生物學(xué)最終將回歸到生物學(xué)本身?！拔椰F(xiàn)在就經(jīng)常告訴我的學(xué)生，不要只關(guān)心解析一個(gè)結(jié)構(gòu)，而是要致力于解決一個(gè)生物學(xué)問(wèn)題。冷凍電鏡只是研究手段，而且只是手段之一?！?/p>

在這個(gè)大背景下，程亦凡指出，很多學(xué)校認(rèn)為，買電鏡是更快更多發(fā)CNS文章的捷徑，但實(shí)際上能不能“趕上趟兒”卻是個(gè)問(wèn)題?！袄鋬鲭婄R并不是一個(gè)下午就能安裝完畢的，從購(gòu)買、安裝、調(diào)試、學(xué)習(xí)使用到真正用于科研，至少需要兩年時(shí)間。在這段時(shí)間里，電鏡技術(shù)本身可能又有質(zhì)的飛躍，解析蛋白會(huì)變得更加容易。”過(guò)去，解析一個(gè)蛋白的結(jié)構(gòu)，就能在CNS上發(fā)表文章。5年之后，同樣的工作恐怕就難以再發(fā)表高影響因子的文章了。

日本就發(fā)生過(guò)類似的情況：在核磁共振剛發(fā)明出來(lái)的時(shí)候，日本有的機(jī)構(gòu)買了很多臺(tái)核磁共振設(shè)備，但隨著科學(xué)的發(fā)展，這些設(shè)備后來(lái)都被淘汰閑置了?！爱?dāng)冷凍電鏡能夠得著的‘桃子都摘完之后，就需要新的技術(shù)來(lái)尋找更高處的‘桃子，到那時(shí)，電鏡就會(huì)成為‘昂貴的擺設(shè)。這對(duì)中國(guó)的科學(xué)發(fā)展不是一個(gè)好事?！背桃喾舱f(shuō)，“業(yè)界有人在呼吁，但是現(xiàn)在，我們擋不住這股潮流?！?