在学校领导的支持下，他迅速建立了具有国际先进水平的研究细胞膜转运和胞吐的研究基地，其中细胞膜电容检测技术平台、光解钙离子释放技术、全内反射荧光显微镜技术平台等都具有领先水平。徐涛还凝聚了一支创新能力强、勤奋敬业、结构合理的研究团队。相继承担了国家杰出青年基金、国家自然基金委重点项目以及科技部973等多项项目。2003年，由于突出的科研成就，同时为了更好地推动我国生物物理学科的发展，他被中科院生物物理研究所聘为研究员，入选百人计划，并兼任该所副所长、生物大分子国家实验室副主任。科研创新徐涛在细胞和分子水平上系统地开展了神经和内分泌细胞信号转导及囊泡分泌的分子机制研究。细胞内囊泡的分泌活动是细胞生命活动的重要基础，对于理解神经递质释放、激素分泌和免疫防卫等生理活动的机理和调控机制具有重要意义，因而是分子细胞生物学领域的热点之一。徐涛系统性的研究工作阐明了不同动力学分泌过程所对应的分子状态，揭示了分泌相关蛋白在囊泡分泌过程中的作用机制，提出了SNARE蛋白的作用模型。他证明了一条新的调控分泌的途径，提出了囊泡分泌的钙离子敏感性能被蛋白磷酸化所调控。反映该项成果的研究论文发表后，被特约评论文章评为fascinating novel finding（新奇的发现）。在此基础上，他又深入研究了该现象形成的机理，提出钙离子结合位点的减少是分泌致敏的原因。这些工作为解释突触传递和激素释放的可塑性提供了新的机制。他首次报道了在自然杀伤细胞（NK）上一种快速生成分泌型溶酶体的现象，该工作是第一篇在NK细胞上研究分泌特性的工作，对于理解NK细胞产生杀伤的信号转导和溶酶体的生成机制具有重要意义。同时，他还在囊泡分泌研究的方法学上作出了贡献，发展了活细胞中亚细胞结构的动态三维跟踪技术，为深入阐明分泌囊泡转运过程中涉及的分子机制提供了技术基础，引起了国际学术界的重视。近年来，徐涛主持了国家自然基金委重点项目、国家杰出青年基金以及中国科学院知识创新方向性项目等多项国家重要科研项目，现主持国家973项目生物膜和膜蛋白的结构与功能，是973项目最年轻的首席科学家之一。迄今，徐涛已在国内外知名杂志上发表论文40余篇。其中包括以第一作者或责任作者在《细胞》、《自然细胞生物学》、《自然神经科学》、《欧洲分子生物学杂志》、《美国科学院院刊》、《转运》、《生理学杂志》、《生物物理与生物化学杂志》、《生物物理学杂志》等国际著名杂志上发表的有影响的研究论文，多次获得特约评论文章，被他人引用七百多次，在国际上产生了较大影响。进取挑战随着科研成就的进展，徐涛赢得了多项奖励和荣誉：新世纪百千万人才工程国家级人选、突出贡献中青年专家、中国生物物理学会膜与细胞专业委员会副主任、《科学通报》特邀编辑，同时享受国务院政府特殊津贴。2004年9月，徐涛领衔担任科技部973项目生物膜和膜蛋白的结构与功能研究的首席科学家，总经费达2500万，将如此重大的科研任务交与一个年仅34岁的科学家，在科技部并不多见。徐涛建立的实验室还被德国马普学会确立为中德马普合作实验室，也得到了中德科学中心的重视与资助。
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