當(dāng)電子束穿透冷凍的細(xì)胞樣本，生命的深層密碼正悄然浮現(xiàn)。倪濤的科研路，恰如他操控的冷凍電子顯微鏡——跨學(xué)科知識為電子源，國際視野校準(zhǔn)角度，在持續(xù)聚焦中揭示病毒復(fù)制的分子機制。從南開大學(xué)的生物系新生到香港大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)的青年領(lǐng)軍學(xué)者，他的成長軌跡映射出當(dāng)代中國科研范式的轉(zhuǎn)型：在基礎(chǔ)研究的突破日益依賴學(xué)科交叉、技術(shù)迭代與國際協(xié)作的今天，系統(tǒng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲杏?xùn)練與開放包容的思維，正成為開啟生命奧秘之門的關(guān)鍵密鑰。

▲倪濤

勤學(xué)筑基 破壁融合

2008年，倪濤在南開大學(xué)開啟了他的生物學(xué)求學(xué)之路。大學(xué)第一年，基礎(chǔ)科學(xué)的通識訓(xùn)練為他后來深耕生物物理領(lǐng)域埋下了關(guān)鍵伏筆。當(dāng)他后來從事冷凍電鏡研究時，多學(xué)科融合的思維方式發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

大一暑假成為倪濤科研生涯的標(biāo)志起點，他加入剛從美國密歇根大學(xué)安娜堡分校歸來的謝志平教授實驗室。在謝教授指導(dǎo)下，倪濤不僅掌握了扎實的實驗技能，更在隨后3年持續(xù)探索中，淬煉出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和解決問題的能力。

時任南開大學(xué)校長饒子和院士與牛津大學(xué)建立的學(xué)術(shù)交流項目，為倪濤提供了進一步開闊視野的機會。大三暑假，他遠(yuǎn)赴牛津大學(xué)進行交流學(xué)習(xí)。這不僅使他得以親身體驗國際前沿的科研環(huán)境，更與牛津大學(xué)的學(xué)者建立了密切的學(xué)術(shù)聯(lián)系，為他日后赴牛津大學(xué)深造奠定了基礎(chǔ)。

在牛津大學(xué)求學(xué)時，倪濤的研究起步于生物物理學(xué)中的X-射線晶體學(xué)，但冷凍電鏡技術(shù)的高速發(fā)展，迅速引起了他的關(guān)注。這項革命性技術(shù)能解決傳統(tǒng)晶體學(xué)難以解析的生物大分子結(jié)構(gòu)問題。倪濤意識到，這項已相對成熟的技術(shù)，其中蘊含的數(shù)學(xué)物理原理與他早期在晶體學(xué)中掌握的理論高度相關(guān)。理論上的延續(xù)性使他在博士后期快速掌握了新技術(shù)，并在博士后階段進行方法學(xué)創(chuàng)新。

在牛津大學(xué)教授、鉆石光源（Diamond Light Source）電子生物成像中心主任章佩君教授的指導(dǎo)下，倪濤的博士后研究聚焦于艾滋病病毒（HIV）顆粒的組裝機制研究。作為冷凍電鏡領(lǐng)域的華人先驅(qū)，章教授不畏艱難、長期投入的工作方式，讓倪濤深刻理解了科研精神的核心——選擇真正重要的問題，而非容易的路徑。

通過解析高分辨率的HIV結(jié)構(gòu)，他們揭示了病毒組裝的分子機制，為制藥公司開發(fā)長效HIV預(yù)防藥物提供了理論基礎(chǔ)。通過這項課題訓(xùn)練，倪濤切身體會到基礎(chǔ)科學(xué)與臨床應(yīng)用之間緊密而深刻的聯(lián)系。

梳理學(xué)術(shù)成長脈絡(luò)，倪濤凝練出幾條治學(xué)真諦：跨學(xué)科基礎(chǔ)是創(chuàng)新源泉，早期科研實踐培養(yǎng)關(guān)鍵能力，國際視野拓展思維邊界，技術(shù)選擇需要前瞻眼光，而科研態(tài)度決定研究高度。從南開到牛津，從晶體學(xué)到冷凍電鏡，從基礎(chǔ)研究到關(guān)注藥物開發(fā)，他的學(xué)術(shù)軌跡生動詮釋了當(dāng)代中國青年科學(xué)家如何通過系統(tǒng)訓(xùn)練把握機遇，以持續(xù)精進的姿態(tài)在科研領(lǐng)域深耕，最終以熱愛為舟、執(zhí)著為槳，實現(xiàn)理想目標(biāo)的勇氣與魄力。

港大起航 灣區(qū)聯(lián)動

2021年，香港大學(xué)啟動全球頂尖人才招募計劃，重點布局以冷凍電鏡技術(shù)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)方向戰(zhàn)略建設(shè)。2022年盛夏，倪濤正式加入香港大學(xué)，開啟了在香江之濱的科研新征程。

港大多元文化交融的科研環(huán)境和高效的實驗平臺建設(shè)速度，為倪濤的工作開展奠定了堅實基礎(chǔ)。在平臺半運行狀態(tài)下，倪濤幾乎完成了其重要研究論文的主要工作并發(fā)表。開展新型冠狀病毒研究課題競爭異常激烈，選擇如此高強度和高難度的課題，對于新建實驗室是巨大挑戰(zhàn)。但憑借自身過硬的基礎(chǔ)訓(xùn)練和高效的電鏡平臺支撐，倪濤迅速取得了重要突破。

“病毒進入宿主細(xì)胞后，會進行自我復(fù)制，產(chǎn)生大量子代病毒。研究聚焦于兩個基本問題：病毒如何利用自身酶進行基因組復(fù)制，病毒復(fù)制的具體位置及如何逃避宿主的識別?！蹦邼龍F隊在國際上首次解析了冠狀病毒SARS-CoV-2雙層膜囊泡（DMV）孔復(fù)合物的分子結(jié)構(gòu)，揭示了這種孔復(fù)合物的特殊結(jié)構(gòu)在病毒RNA轉(zhuǎn)運過程中的作用。

“如果細(xì)胞是一所巨大的建筑，病毒基因組復(fù)制就發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的‘小隔間’，而RNA通過隔間的‘門’（成孔蛋白）輸出。用冷凍電鏡技術(shù)，我們解析了這扇‘門’的組裝方式和結(jié)構(gòu)特征，確定了其關(guān)鍵組成部分?！蹦邼榻B。該工作揭開了冠狀病毒RNA運輸通道的神秘面紗，為開發(fā)新型抗病毒策略提供堅實的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，得到國內(nèi)外同行高度評價，已于《自然》發(fā)表。

目前，實驗室聚焦冠狀病毒和黃病毒（如登革熱、寨卡病毒）的復(fù)制機制研究，尋找抗病毒藥物的潛在靶點?！包S病毒與冠狀病毒在微觀層面存在諸多共性特征，這為探索廣譜抗病毒策略提供了重要契機。我們與清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等國內(nèi)頂尖團隊的合作，正是基于這一科學(xué)共識。”倪濤介紹。大灣區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)的完善也讓團隊與廣州國家實驗室、深圳市第三人民醫(yī)院等機構(gòu)的合作變得十分便捷。

冷凍電子斷層掃描技術(shù)（Cryo-ET）的引入，不僅能解析病毒顆粒的高分辨結(jié)構(gòu)，更能揭示其在宿主細(xì)胞內(nèi)的動態(tài)行為。通過技術(shù)賦能，團隊得以從結(jié)構(gòu)生物學(xué)角度切入，解決傳統(tǒng)病毒學(xué)難以企及的基礎(chǔ)問題?！拔覀冮_發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件流程能夠?qū)⒎直媛蔬M一步提升，這項技術(shù)革新已應(yīng)用于多個病毒學(xué)課題?！蹦邼f。對該技術(shù)的深入理解和成功實踐也為他贏得了生物電鏡前沿貢獻獎。

跨學(xué)科合作是研究的核心驅(qū)動力，計算機專家與結(jié)構(gòu)生物學(xué)家的思維碰撞持續(xù)推動技術(shù)進步。倪濤指出，結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的終極目標(biāo)是為特定疾病的診斷和治療服務(wù)，無論是小分子還是大分子藥物開發(fā)?！拔覀冇媱澩ㄟ^采集大規(guī)模數(shù)據(jù)與引入AI算法雙管齊下，突破這一科學(xué)瓶頸?！?/p>

倪濤坦言，科研最令人興奮的莫過于發(fā)現(xiàn)未知。這激發(fā)著研究者的好奇心，促使他們不斷探索。冷凍細(xì)胞切片上觀察到的未知結(jié)構(gòu)是什么？它們在高速運轉(zhuǎn)的細(xì)胞工廠里扮演什么角色？基于不同算法的軟件是否有助于其識別解析？正是對未知的執(zhí)著探索，對于新方法的需求，推動著實驗室平臺持續(xù)升級。目前，平臺仍在不斷擴展，以應(yīng)對更復(fù)雜的科研挑戰(zhàn)。對未來，倪濤充滿信心：“我們正在構(gòu)建的不僅是科研硬件平臺，更是一個能持續(xù)產(chǎn)生突破性發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。”

奮楫揚帆 逐夢篤行

倪濤的團隊展現(xiàn)出卓越的創(chuàng)新動能。盡管規(guī)模尚小，通過跨學(xué)科技術(shù)融合，團隊在病毒學(xué)與冷凍電子斷層成像領(lǐng)域已躋身國際前列?；诖饲鞍l(fā)表于《自然》的冠狀病毒研究成果，目前團隊正聚焦于揭示冠狀病毒RNA合成與轉(zhuǎn)運的動力學(xué)機制。倪濤形象比喻：“如同在明確‘門’的結(jié)構(gòu)與位置后，進一步解析‘貨物運輸機制’這一核心科學(xué)問題?！?/p>

▲倪濤團隊合影

研究面臨的挑戰(zhàn)在于捕捉瞬時的轉(zhuǎn)運中間態(tài)。團隊正通過兩種途徑突破：擴大數(shù)據(jù)采集規(guī)模；將AI技術(shù)融入冷凍電鏡流程，顯著提升采集及成像效率?！凹夹g(shù)革新不僅有助于加速我們的課題，更能推動整個冷凍電鏡領(lǐng)域的發(fā)展。牛津大學(xué)等國際團隊也在同步推進相關(guān)研究，未來計劃實現(xiàn)技術(shù)融合與共享?！?/p>

在學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域，冠狀病毒復(fù)制-轉(zhuǎn)運機制已成為國際競爭的高地，而冷凍斷層掃描技術(shù)與人工智能的深度融合，正在加速結(jié)構(gòu)細(xì)胞生物學(xué)這一革命性學(xué)科的發(fā)展。團隊正致力于通過系統(tǒng)性數(shù)據(jù)積累，構(gòu)建能夠直接解析細(xì)胞切片內(nèi)容的智能模型——這將顛覆傳統(tǒng)研究范式。更宏遠(yuǎn)的愿景是打造融合多組學(xué)數(shù)據(jù)的“深度搜索”系統(tǒng)，實現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的智能解碼。

跨世紀(jì)工程需全球科研力量協(xié)同，正如倪濤所言：未來的突破可能來自任何一個團隊，但數(shù)據(jù)融合的終極目標(biāo)是一致的——建立針對冷凍電鏡斷層掃描的“深度搜索”系統(tǒng)，讓科學(xué)家能像打開地圖般直觀呈現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這無疑是通往結(jié)構(gòu)生物學(xué)根本性突破的必經(jīng)之路。