新闻及香港科大故事

由香港科技大学（科大）化学系讲座教授及国家人体组织功能重建工程技术研究中心（香港分中心）主任孙建伟教授领导的研究团队，近日在有机合成与药物化学领域取得突破性进展——研发出一种基于空气稳定型手性膦催化剂的对映选择性合成方法，成功制备出高对映体纯度的 S（IV）手性乙烯基亚磺酰胺。这类有机硫化合物此前研究较少，却展现出良好的抗病毒应用潜力。手性硫中心化合物在药物研发与有机合成中的重要性毋庸置疑。在市面上畅销的小分子药物中，超过四分之一含有硫原子；而具有S（IV）手性的手性亚磺酰胺，更是药物化学、不对称合成助剂及催化配体领域的关键合成砌块。然而，目前制备高对映体纯度亚磺酰胺的方法均依赖过渡金属催化，并需使用有机金属亲核试剂，高效的有机催化策略长期处于空白状态，成为这一高价值化学领域的关键短板。为解决这一难题，孙建伟教授团队在《自然・化学》发表标志性研究成果，详细阐述了一款基于 SPHENOL 手性骨架设计合成的新型 C₂对称手性膦催化剂——QianPhos。该催化剂兼具优异的空气稳定性与结构刚性，可催化森田-贝利斯-希尔曼（MBH）酯与亚磺酰胺之间发生 [3+2] 环加成反应，实现高化学选择性、高对映选择性与高非对映选择性的碳 - 硫键构建。与传统过渡金属催化方法不同，该有机催化策略通过原位生成磷叶立德作为乙烯基亲核试剂，为制备高对映体纯度的手性环状乙烯基亚磺酰胺提供了一条机理独特的新路径。这类环状乙烯基亚磺酰胺能与新冠病毒突变刺突蛋白（SARS-CoV-2）及人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）的 ENV 蛋白高效结合，凸显出这一尚未被充分探索的化学领域在抗病毒药物研发中的巨大潜力。团队结合密度泛函理论（DFT）计算与核磁共振（³¹P、¹⁹F NMR）机理实验，揭示了该反应的核心机理特征：膦鎓物种为催化剂的休眠态，而亚磺酰胺则兼具双重作用——既是反应底物，又可作为促进剂推动关键催化中间体膦鎓的形成。这一尚未见报道的机理特征，正是该反应具备高选择性的核心原因。 

香港科技大学（科大）今日宣布推出为期五年的「长者护脑社区计划」。 这项开创性计划以社区为本，旨在为香港基层长者提供阿尔兹海默症及轻度认知障碍的早期检测。 科大将联同东华学院及十多间社福机构，透过辖下逾40间社区或长者中心，招募6,000名60至75岁的居家长者参与检测，及早识别出有阿尔兹海默症或轻度认知障碍征兆的长者，并在社区层面及早介入，提供适切支持。随着香港人口急速老化，预计至2039年，65岁或以上长者将占总人口超过三成，推动认识大脑健康以及早期介入已刻不容缓。一直以来，要在社区层面广泛推行阿尔兹海默症检测，会遇到重重障碍——检测成本高昂、程序具入侵性，加上公众对早期检测的重要性认知不足，令服务难以普及。 有赖利希慎基金、黄廷方慈善基金及陈廷骅基金会慷慨捐助，「长者护脑社区计划」将利用科大研发的血液检测技术为居家长者提供免费检测服务。整个检测流程分为四个阶段，参加者会接受认知能力评估、常规血液检验，因应个别情况，参加者可能还会进行生物标记评估及脑部影像扫描等检测，以识别早期阿尔兹海默症及轻度认知障碍的迹象。计划旨在协助受阿尔兹海默症影响的家庭，更快、更有效地为患者寻求和规划适切的护理方案，以把握及早介入的机会，延缓认知功能退化，同时减轻照顾者的压力，并纾缓对认知障碍相关的焦虑。是次计划由科大牵头和负责策划，在InnoHK香港神经退行性疾病中心的支持下全面推行，并与东华学院合作以协调前线社福机构的运作和社区教育工作。透过跨界别协作，是次计划将有助促进科研人员、临床专业人士及社区机构之间的紧密合作，以支持出现阿尔兹海默症早期迹象的长者，长远为香港建立一个可持续发展的照顾框架。是次计划收集的综合数据，包括临床、生物学和生活习惯等多个层面的信息，将为未来的科研突破奠下坚实基础。负责团队将发挥跨学科优势，持续优化早期检测技术，识别能揭示病程进展的新型生物标记，为全球阿尔兹海默症的科研工作作出贡献，推动制定更有效的管理及风险防控策略。 为响应「世界脑宣传周」（3月16至22日），并提升公众对脑部健康的关注和认知，是次计划将社区教育列为重点方向，并积极与捐助机构、合作伙伴及参与服务的社福机构紧密合作，发挥协同效应。

香港科技大学（科大）研究人员发明了一种名为「CarGAP」的突破性微观通道调控工具，可利用维生素B₁₂和绿光精确控制间隙连接，使细胞之间得以直接而可控地进行通讯。通过精确、按需要地关开细胞间的桥梁，这项新技术为调控细胞间关键分子和电讯号的流动提供了前所未有的时空精度。该工具已在哺乳类动物细胞和活体果蝇中得到验证，为研究发育、免疫及神经活动提供了有效的新途径，并对理解疾病机制和推进再生医学研究具有深远潜力。间隙连接对维持生命基本功能至关重要。这些通道负责细胞间离子、第二信使和小分子的直接传递，从而协调包括心跳与大脑功能在内的多种细胞活动。当间隙连接功能失调时，可能引发心血管疾病、发育异常，甚至癌症。然而，研究其精确功能一直颇具挑战。传统的基因敲除方法具有不可逆转且不够精确的限制，而化学抑制剂则往往缺乏特异性，并可能产生毒性。因此，开发一种能够如开关般进行精细、低副作用地调控间隙连接技术，已成为细胞生物学和神经生物学领域长期的关键需求。研究的核心挑战在于建立一种既可逆转且具生物兼容性、又不干扰细胞自然过程的间隙连接调控策略。现有的光遗传学工具多依赖具有潜在光毒性的蓝光，而化学方法则普遍缺乏空间精确度。基于上述限制，研究团队因此致力开发一套可基因编码、能响应无害刺激、并可广泛应用于从人类细胞到复杂模式生物（如果蝇）的通用调控系统。由科大化学及生物工程学系教授孙飞教授、嘉里理学教授兼生命科学部讲座教授解亭教授、生命科学部前研究助理教授屠仁军教授（现为南京东南大学教授），以及北京大学化学与分子工程学院邹鹏教授合作领导的团队，通过将间隙连接蛋白（脊椎动物的连接蛋白connexins和无脊椎动物的innexins ）与一种来自细菌CarHC蛋白的光敏维生素B₁₂结合域融合，成功开发出CarGAP系统。在黑暗条件下，添加维生素B₁₂（ AdoB₁₂ ）会诱导CarHC结构域发生寡聚，从而物理性堵塞通道;而施加柔和的绿光（ 570 nm ）则可促使这些蛋白阻塞物解聚，重新开放通道。这一精巧设计使研究人员能通过简单的维生素实现通道关闭，再通过光照实现通道重新开启。

香港科技大学（科大）研究团队在生物学 RNA 沉默机制研究中取得突破性发现，发现人类体内关键核酸酶DICER能精准调控微小核糖核酸（microRNAs, miRNA）的机理。这一科研突破将有助推动基因调控研究的发展，为深入了解癌症、免疫系统疾病及遗传疾病机制提供全新角度。这项研究由科大生命科学部副教授阮俊英教授（Tuan Anh NGUYEN）领导，并由博士生Minh Khoa NGO与Cong Truc LE共同完成，并以《DICER cleavage fidelity is governed by 5′-end binding pockets》为题撰写论文刊登于国际级学术期刊Nature。人类生命的讯息由DNA基因组负责编码，并透过信使RNA（核醣核酸）传递与执行 DNA的遗传讯息。RNA通常是单股，由核醣与 A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）四种核糖核苷酸组成。RNA参与许多细胞的重要功能，包括製造蛋白质、调控基因表现，甚至在某些病毒中充当遗传物质。在RNA的世界中，DICER 核酸酶扮演关键的「精密剪刀」角色，它会将双股RNA切割成极短的小片段，使这些小RNA能进入细胞的沉默系统，用来辨识并关闭错误或不需要的基因讯息，犹如在文章中标记与删除错字。

香港科技大学（科大）于第51届瑞士日内瓦「国际发明展」（发明展）勇夺62项殊荣，成绩令人鼓舞，充分展现科大团队在跨学科及「AI + X」创新及成果转化的非凡实力。62支参展团队成功夺得62个奖项，包括13个评审团嘉许金奖、20个金奖、20个银奖，以及9个铜奖，彰显科大在医疗健康、人工智能（AI）、先进製造业、新能源技术等前沿科技领域的领先地位。科大此次不仅刷新历届纪录，参展队伍获奖比率更高达100%，获奖总数亦为香港地区高等院校中最高。科大参展团队由港科大及科大（广州）共同组成，前者共有36支队伍、后者则有26支。港穗两地学者、学生和校友在「港科大一体、双校互补」的发展框架下充分展现卓越的创新实力，同心协力在探索和开创科研突破方面不断超越界限。科大团队的创新发明涵盖多个策略科研领域，包括AI、电子、医疗健康科技、低空经济及材料科学等，当中逾六成项目通过AI赋能科研突破，进一步凸显科大在推动「AI + X」跨学科创新方面的独特优势。此外，科大亦与政府部门及业界紧密合作，推动创新科技在城市治理与产业升级中的实际应用，合作项目包括：可提升工地安全的AI智能天秤及安全监控系统；能代替工人进入密闭空间进行清洁的AI水缸清洁机械人；专为公共工程而设，协助审核招标文件的AI文书助手；以及透过AI分析闭路电视影像进行渠道管理的系统。这些合作成果充分展现了科大积极推动科研落地，以提高行业工作安全性与效率，为香港的产业发展注入新动能。科大副校长（研究及发展）郑光廷教授向各得奖队伍致以祝贺，并表示：「值此科大创校35周年之际，见证港科大与科大（广州）团队在国际舞台上大放异彩，令人倍感鼓舞。这份佳绩不仅彰显了科大致力前沿科技研究的雄厚实力与国际影响力，更充分体现『双校一体、优势互补』策略所带来的强大协同效应。作为香港首间研究型大学，科大秉承『凡事皆可为』的精神，致力培育勇于创新、敢于挑战的人才；同时以『AI + X』跨学科研究为引擎，推动科研突破。我们将继续营造世界一流的学术与科研环境，鼓励大学社群将科研成果转化为具体可行的解决方案，为社会乃至全人类的长远福祉作出贡献。」

由香港科技大学（港科大）领衔的国际研究团队，近日揭示了土地经济在优化可再生能源技术部署以实现脱碳目标方面的关键作用。这项开创性的研究全面分析了土地成本和政策选择，如何影响中国太阳能光伏技术的实际效能与布局效果。

香港科技大学（科大）研究团队分析过去40年间约1,500个热带气旋的数据后发现，热带气旋在登陆前约60小时，其平均降雨率会明显上升，增幅逾20%，并首次清楚揭示这一现象背后的物理成因。研究指出，当风暴靠近陆地时，由于湿度上升及海陆摩擦差异扩大等「海陆差异」效应，令风暴在靠岸前的雨势进一步加剧，从而提高沿岸地区的潜在风险。此研究成果有助提升沿海地区的防灾部署及预警能力。研究由科大海洋科学系主任兼讲座教授、港澳海洋研究中心主任甘剑平教授领导，并以〈Global increase in rain rate of tropical cyclones prior to landfall〉为题刊登于国际期刊《Nature Communications》。过往研究多着眼于全球气候暖化下的长期降雨变化，然而对气旋登陆前数十小时这个最关键的预警窗口，雨量如何变化及其背后的物理成因始终欠缺系统性的研究。为填补这空白，科大团队分析了1980至2020年间的全球卫星降雨数据，全面检视气旋靠岸前的降雨变化及其动力机制。研究结果显示，不论风暴所处的海域、强度及纬度为何，气旋在登陆前的降雨量均呈现一致增强的现象。这种增幅并非由海水温度上升直接造成，而是源于风暴逼近陆地时所产生的海陆差异效应，包括沿岸低层空气湿度上升、陆地与海洋摩擦差异导致气流更易汇聚，以及大气不稳定度提高。多重因素叠加，使热带气旋在登陆前约60小时的暴雨显著加剧，增幅逾20%，令沿海地区在风暴正式登陆前已承受更高的潜在风险。

香港科技大学（科大）研究团队成功开发人工智能（AI）工具GrainBot，能从显微图像中自动提取并量化多种材料的微结构特征。GrainBot旨在应对材料科学领域对数据驱动及自主研究流程日益增长的需求，提供系统化的方法将复杂图像信息转化为可量化数据，从而加速新一代材料的研发进程。微结构的定量分析一直是材料科学多个领域的关键难题。尽管先进显微技术能够获取高质量的材料图像，但其中蕴含的信息往往难以通过可靠且高效的方式进行分析。现有方法多聚焦于识别简单特征或进行图像分类，难以揭示不同微结构参数之间的互动关系，阻碍了研究人员深入理解材料结构与性能的关联，减缓新材料的设计与优化。为突破此瓶颈，由科大化学及生物工程学系副教授周圆圆教授领导的团队设计出GrainBot，为分割、特征测量和结构相关性分析提供一体化解决方案。研究团队利用卷积神经网络实现精确的晶粒分割，并结合自研算法测量晶粒面积、晶界沟槽以及表面起伏凹陷等特征。GrainBot能将显微图像转化为多维度的丰富数值指标，有助研究人员建立大型及标准化微结构数据库，摆脱仅依赖定性观察的限制。研究团队将GrainBot应用于一款高效太阳能电池关键材料——金属卤化物钙钛矿薄膜，以验证工具的效能。透过分析不同底部表面形貌样本的原子力显微镜图像，GrainBot成功建构涵盖数千颗独立晶粒的数据库，每颗晶粒均标注多项微结构参数。配合统计分析，便能找出晶粒普遍分布的规律，以及不同特征之间过往难以量化的关系，例如晶粒尺寸、沟槽几何形状与表面粗糙度等的隐藏关联性。除分析统计外，研究更结合可解释的机器学习模型，以揭示微结构特征的相互影响机制。团队以选定的晶粒测量参数为目标，训练基于梯度提升的决策模型，并运用特征重要性分析与特征影响关系图等解析工具，探讨晶粒表面积与晶界沟槽等参数如何共同影响表面凹深或凸脊高度。