成立于2018年10月的“復(fù)雜體系多尺度研究院（MRICS）”坐落于復(fù)旦大學(xué)張江校區(qū)，由上海市“高峰人才計(jì)劃”支持。MRICS致力于發(fā)展全新而有效的、貫通微觀分子結(jié)構(gòu)直至宏觀醫(yī)學(xué)成像的多尺度影像分析技術(shù)，為解析生命奧秘提供前所未有的、囊括分子-細(xì)胞-組織-器官乃至整個(gè)生物體的時(shí)空影像數(shù)據(jù)。目前MRICS已經(jīng)建成一個(gè)最先進(jìn)的冷凍電鏡平臺(tái)，其中包括FEI Titan Krios，Glacios，Talos和Aquilos等。整套設(shè)施于2020年1月1號(hào)投入使用。我們的團(tuán)隊(duì)包括諾貝爾獎(jiǎng)得主Michael Levitt教授和國(guó)際一流交叉學(xué)科專(zhuān)家等。

目前，研究院已擁有國(guó)際一流的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)算法開(kāi)發(fā)平臺(tái)和世界領(lǐng)先的冷凍電鏡平臺(tái)，不斷發(fā)展全新而有效的、貫通微觀分子結(jié)構(gòu)直至宏觀醫(yī)學(xué)成像的多尺度影像分析技術(shù)，為解析生命奧秘提供前所未有的，囊括分子、細(xì)胞、組織、器官乃至整個(gè)生物體的時(shí)空影像數(shù)據(jù)。成立至今，研究院已建設(shè)起具備干濕結(jié)合、基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的全鏈條AI賦能新藥創(chuàng)新的一體化研發(fā)平臺(tái)。

全球領(lǐng)先計(jì)算生物學(xué)AI算法開(kāi)發(fā)平臺(tái)
研究院科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的蛋白質(zhì)折疊算法和側(cè)鏈建模算法，精度顯著優(yōu)于AlphaFold2，側(cè)鏈更接近天然構(gòu)象；在蛋白質(zhì)突變領(lǐng)域，原創(chuàng)算法可以對(duì)點(diǎn)突變可能帶來(lái)的生物學(xué)功能變化進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)的冷凍電鏡解析算法成功補(bǔ)充了冷凍電子顯微鏡（Cryo-EM）結(jié)構(gòu)解析技術(shù)中因傳統(tǒng)方法無(wú)法分辨而缺損的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，并高效且精準(zhǔn)地分辨出柔性極大的結(jié)構(gòu)區(qū)在蛋白受測(cè)樣品中的構(gòu)象分布。原創(chuàng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬增強(qiáng)取樣算法對(duì)AlphaFold2預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)中的誤差予以修正，在精度上超越專(zhuān)用計(jì)算機(jī)Anton，達(dá)到全球最優(yōu)。
研究院與上海人工智能實(shí)驗(yàn)室共同組建計(jì)算生物學(xué)創(chuàng)新中心，以人工智能為技術(shù)中樞，構(gòu)建新一代生物體系分析工具與方法，解讀生物遺傳信息，加速生命科學(xué)在分子層面的研究。通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)、DNA等分子功能結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)與設(shè)計(jì)，打破生物數(shù)據(jù)壁壘，為生命科學(xué)研究提供新的思路與方法。

生物信息學(xué)單細(xì)胞測(cè)序分析平臺(tái)
研究院自主開(kāi)發(fā)了完整的生物信息學(xué)研究平臺(tái)。特別是單細(xì)胞大數(shù)據(jù)平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)基于此不斷挖掘細(xì)胞類(lèi)型和細(xì)胞亞群之間的差異，深入探索單細(xì)胞水平的基因表達(dá)差異并揭示其內(nèi)部復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，以解析細(xì)胞分化、發(fā)育和疾病機(jī)制。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)致力于整合來(lái)自基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等多個(gè)組學(xué)的數(shù)據(jù)，建立跨層次關(guān)聯(lián)探尋生物學(xué)含義，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)算法，挖掘潛在的基因和蛋白質(zhì)靶標(biāo)，為疾病診斷和創(chuàng)新藥物開(kāi)發(fā)提供新的思路和方向。該領(lǐng)域技術(shù)對(duì)研究疾病中的細(xì)胞命運(yùn)決定和分子學(xué)基礎(chǔ)至關(guān)重要。

結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究平臺(tái)
冷凍電子顯微技術(shù)作為結(jié)構(gòu)生物學(xué)最重要的研究手段之一，在研究蛋白質(zhì)、細(xì)胞和組織的結(jié)構(gòu)和功能中起到至關(guān)重要的作用。目前研究院建有各類(lèi)冷凍電子透射顯微鏡（包括FEI Titan Krios，Glacios，Talos和Aquilos等），以及高性能的計(jì)算集群，可以從高分辨率的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)（分子生物學(xué)）和原位環(huán)境下蛋白、細(xì)胞組織的空間分布（細(xì)胞生物學(xué)）等不同尺度來(lái)回答前沿的生命科學(xué)問(wèn)題，研究對(duì)象包括蛋白質(zhì)生物大分子、亞細(xì)胞器乃至細(xì)胞和組織，研究方法包括冷凍電鏡單顆粒技術(shù)、原位電子斷層掃描技術(shù)和原位單顆粒技術(shù)等。
研究院打造了一支跨學(xué)科的國(guó)際化研究團(tuán)隊(duì)，其中包括國(guó)際頂尖的計(jì)算結(jié)構(gòu)生物學(xué)專(zhuān)家、2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Michael Levitt教授，2004年Norman Hackermann化學(xué)研究獎(jiǎng)獲得者馬劍鵬教授以及來(lái)自美國(guó)斯坦福大學(xué)、貝勒醫(yī)學(xué)院、萊斯大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)等高層次人才及青年研究員。自2018年以來(lái)，研究院科研團(tuán)隊(duì)的重要成果相繼發(fā)表在Nature, Science, PNAS, Nucleic Acids Research, Cell Reports等頂級(jí)科學(xué)雜志。