新聞及香港科大故事

香港科技大學(科大)生命科學部及香港賽馬會高等研究院與清華大學生命科學學院的研究團隊，首次揭示在DNA複製過程中有極重要角色的 MCM2-7複合體近乎原子般大小的立體結構，為雙鏈DNA在複製過程中的「解鏈機理」揭開新一頁。 這項突破性發現於2015年7月29日在國際權威科學期刊《自然》(Nature)上發表(http://dx.doi.org/10.1038/nature14685)，並獲同期雜誌內的「新聞與觀點」專欄重點撰文評述(http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14643.html)。 真核生物中的雙鏈DNA結構緊密，進行複製前必須先「解鏈」，當中圍繞著雙鏈DNA的MCM2-7複合體，則成為解鏈過程的重要一環；儘管多年來有大量針對MCM2-7複合體的研究，但它們如何令DNA分解則依然成謎。 科大戴碧瓘教授和清華大學高寧教授共同領導的研究團隊，利用先進的冷凍電鏡技術，首次揭示MCM2-7複合體的3.8 Å高解像度的立體結構，有助更深入了解結構極其穩定的雙鏈DNA，在自我複製的過程開始時會分裂的原因。這項突破性研究帶來的重大發現亦已經刊載於同期《自然》期刊中的「新聞與觀點」(http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14643.html)。

香港科技大學(科大)生命科學部助理教授劉凱領導的研究團隊，成功發現可令皮質脊髓束再生的方法，有望治療慢性脊髓損傷。皮質脊髓束是控制身體自主運動功能的重要神經組織。這項突破性發現已刊登於國際權威學術期刊《The Journal of Neuroscience》。 脊髓受損的病人一般會失去活動能力，身理及心理承受極大壓力，嚴重影響日常生活。現時全球有數以百萬計的癱瘓病人，而在香港、台灣、歐洲及美國，每一百萬人中，每年便有二十個脊髓受損的新個案。患者一般只能透過物理治療及復康護理作為長期治療，若要受損的脊髓神經，包括皮質脊髓束再生，繼而恢復活動能力，被視為非常困難，特別是對於慢性脊髓損傷的患者（受傷超過一年）。 劉凱教授的研究團隊發現，透過剔除PTEN基因，會令另一種基因mTOR的活性增加，從而使受損的神經軸突（Axon）再生及形成突觸連接。研究結果更發現，即使在嚴重受損長達一年的脊髓，仍有軸突再生的情況，為治療慢性脊髓損傷帶來希望。 研究團隊分別在皮質脊髓束亞急性受損、脊髓已嚴重受損1個月及12個月的三組小鼠進行實驗，發現三組小鼠的皮質脊髓束均有再生，表明透過剔除基因PTEN可令皮質脊髓束再生。研究結果顯示，即使在嚴重受損長達一年的脊髓，仍然可以有神經再生的情況。 神經軸突負責傳遞訊息到不同的神經元、肌肉及腺體，是連接神經系統的橋樑。神經軸突再生是患有脊髓損傷病人邁向康復的首要一步。劉凱教授表示，皮質脊髓束再生一直是該領域的一個重大挑戰，尤其是對慢性脊髓損傷。他補充，到目前為止，類似的實驗都是在急性或亞急性損傷的模型上進行，這項研究是首次在慢性損傷的傷口上發現皮質脊髓束再生。 劉凱教授畢業於北京大學，於羅格斯大學（Rutgers University）取得神經科學博士學位，曾於哈佛大學波士頓兒童醫院從事科研，2011年加入科大。 傳媒查詢:

香港科技大學的「本科生研究計劃」(UROP)成立十周年，一直致力為本科生締造研究氛圍，啟發他們發掘自己專長及興趣所在，及早計劃未來。 UROP計劃於2005年創立，科大是首間讓本科生於教授帶領下參與科研的本地院校。過往十年，UROP的規模及影響力不斷提升，參與計劃的同學由最初的70位，逐步增至2013-14年的370位，同期參與的教授人數亦增加四倍至148人。 創立UROP的協理副校長及學務長譚嘉因教授，對計劃多年來惠澤學生感到欣喜﹕「UROP的成功印證本科生有能力就研究提出原創性的想法，並作出重要的貢獻。很多UROP學生年紀輕輕便已於權威性的學術期刊發表論文，或獲邀到國際會議作演講，更有不少同學於畢業後獲發獎學金到世界頂尖學府繼續升學。」 計劃原為一個暑期課程，隨後因受歡迎程度日增，終於2010年轉化為一系列學分課程。去年，UROP新增第四個學科，令報讀學生可以連續四個學期持續參與研究工作。UROP目前共有250個研究項目，分佈包括科學、工程、商業以及人文社會科學等不同範疇。 身兼UROP總監的社會科學部易靄儀教授表示，讓年輕學生接觸科研，有助他們了解自己的未來路向，是否希望繼續學術發展，易教授稱﹕「UROP充分展現了教學與研究融合的獨特性，作為教授的年輕合作伙伴，學生主動提出研究課題，尋找解決辦法，這有助同學多角度分析思考問題。」 為進一步豐富本科生的研究經驗，UROP自2012年起夥拍麻省理工學院、劍橋大學、東京工業大學及歐洲核子研究組織推出「國際本科生研究計劃」(IROP)，讓本科生嘗試於不同環境及文化下進行研究。有科大生曾於這些頂尖院校及研究機構交流期間，作出重要的研究發現。 傳媒查詢:

智能手機功能日趨多樣化，社會上漸有以手機取代電腦趨勢。長時間使用手機加重電池負荷，令便攜式充電器大行其道。不少用家外出除了要找電源為手機充電，還需要為充電器充電，若能利用太陽能作能源供應，必可省卻不少功夫。 科大化學系顏河教授的研究團隊早前成功研發新物料，提升高分子物料的光電轉化率，製成的高分子太陽能電池，大大加快了便携式太陽能充電設備的商業化進程。 顏教授指研究團隊成功研發出三種新的高分子材料以及超過十種高分子富勒烯材料組合，能夠實現高達10.8%的光電轉化效率，是迄今世界上最高效的單節高分子太陽能電池。 採用硅製造的傳統太陽能電池，缺點是較重、不易彎曲、成本高及生產複雜。高分子太陽能電池相對上是成本低且環保的太陽能技術，製成的太陽能電池板不但輕巧靈活，更可透過類似報章印刷的技術大量生產。顏教技指出：「日後印製高分子太陽能電池就像印刷報章一樣。」 雖然是項研究尚在初步發展階段，新的高分子太陽能電池目前可為激光筆等小型電器充電。顏教授預期，十年內將可以實現高分子太陽能電池商業化，使之成為覆蓋面最大的清潔可再生能源之一。

香港科技大學化學系顏河教授的研究團隊，近日成功研發出三種新的高分子材料以及超過十種高分子富勒烯材料組合，能夠實現高達10.8%的光電轉化效率，是迄今最高效的單節高分子太陽能電池。 高分子太陽能電池是一種成本低且環保的太陽能技術。高分子太陽能電池板不但輕巧靈活，更可透過類似報章印刷的技術大量生產，以降低成本。高分子太陽能電池由高分子給體和富勒烯受體的共混薄膜構成，可為智能手機及手提電腦等流動裝置充電。儘管高分子太陽能電池近年發展迅速，一些限制條件仍然制約其發展，如高分子-富勒烯共混膜的形貌難於控制。 顏河教授團隊與北卡羅來納州立大學的Harald Ade教授以及馬偉博士合作，在《自然通訊》上發表了一篇論文，闡述隨溫度控制的高分子聚集效應是實現高效率太陽能電池的關鍵因素。Ade教授團隊運用一系列的X光技術對高分子-富勒烯混合物形貌進行了測試，發現由科大顏教授團隊研發的混合物擁有「近乎理想」的形貌狀態，有別於現存的先進材料。 顏教授表示:「開發高分子太陽能電池材料的研究成功率通常較低，僅有幾種高分子材料和一種富勒烯材料可達9%的光電轉化效率。而我們團隊自2013年9月研發出第一個超過10%效率的材料組合之後，在過去一年先後研發出兩種高分子材料及多種不同的富勒烯材料，均能實現超過10%的能源轉化效率。我們希望這些新材料的設計方法和Ade教授的測試結果能促進其他科研人員對高分子-富勒烯材料的研發，從而提升太陽能電池效率，進一步降低成本，儘早實現高分子太陽能電池商業化。」 除了研發出10.8%效率的高分子太陽能電池，顏教授團隊在其他有機太陽能電池領域也取得了突破，包括用高分子或者小分子作為受體的有機太陽能電池，達至6.3%的高效率記錄。長遠來說，發展新型受體材料將拓闊製造有機太陽能電池材料的選擇，促進高效、低成本太陽能電池的發展。三篇闡述這些成果的文章已於高影響因子雜誌Advanced Materials 和 Energy and Environmental Science上發表。

香港科技大學張鑑泉理學教授兼化學系講座教授唐本忠教授的研究團隊，近日成功研發嶄新「聚集誘導發光」(AIE) 物料，可提升法醫搜證的效率及應用於細菌顯影技術。 新AIE物料所套取的指模質素較普遍使用的碳粉技術優勝，不但可節省達90%的搜證時間，而且能夠更穩定及準確地探測細菌活性。 唐本忠教授指出，AIE所獲取的指模在質素或效率方面，都更勝目前採用的碳粉技術。 AIE物料的優勢在於使用時無須轉移指紋。只需拍下指模影像，再以AIE物料令其發光，然後將影像傳送到智能裝置，即可與相關數據庫作比對。 唐教授表示︰「傳統方法較為耗時，而且把指模轉移至膠紙的過程中，部份影像或會流失，因此指模質素可能較為遜色。」 唐教授認為AIE 亦能延長細菌發光的時間，故有潛力成為更準確和穩定的顯影劑，用以探測細菌活性。因此，AIE物料尤其有利環境監測、醫療衞生、食品加工以至醫藥品質控制等廣泛行業。 請按此獲取更多資訊。

香港科技大學張鑑泉理學教授、中科院院士兼化學系講座教授唐本忠博士的研究團隊，近日成功研發嶄新「聚集誘導發光」(AIE) 物料，不但可用以套取指模，比傳統所用的碳粉技術節省達90%的搜證時間，更可大幅提高指模的質素;新物料亦可用作細菌顯影液，較現今普遍應用於探測細菌活性的物料具更高的準確性及穩定性。 唐本忠教授自2001年發現AIE現象以來，利用該技術開發了一系列用途廣泛的先進功能物料，先後應用於構建高效有機發光二極管、快速癌症檢測系統及環境污染物探測器等範疇，影響深遠。今次的最新發現，成功將AIE物料的應用開拓至法醫搜證及細菌顯影等方面。 現時警方及法醫於犯罪現場套取指紋，主要方法是以碳粉撒在指模上，再以膠紙套取沾上碳粉的指模紋理，由於過程中難免會有碳粉脫落，令指紋影像失真，加上警方需將膠紙上的指模送往實驗室掃瞄存取至數據庫，過程相當需時。 若利用唐教授的AIE熒光物料，指紋無須被轉載，警方只需直接利用智能手機拍下發光的指模影像，透過互聯網與相關數據庫作比對，指紋真確度不但得以大幅提升，驗證的過程亦更為簡易便捷。此外，以往留在屈曲、圓形或不平滑表面而不易被套取的指模，現利用新物料也能被成功擷取。 至於AIE細菌顯影液，較市面一般沿用的碘化丙啶，不論於穩定性或準確度方面都更為優越。傳統的顯影液主要透過將細菌表面染色而顯露其位置，但用者一般需將多餘的顯影液清洗掉，部分細菌可能因而流失。新物料直接滲透細菌的細胞膜令其發光。由於未進入細菌的物料不發光，用者無須抹除多餘顯影劑，準確度不但得以大大提升。這種無毒的物料與細菌結構相結合更大大延長了細菌發光的時間，因而可長時間監測細菌，有益於水文環境、對環境監測、醫療衞生以至食品加工等的監測。 唐本忠教授多年來不斷研究有關AIE的新現象、新過程和新理論，開發其在化學、生物傳感及光電器件等方面的應用，獲獎無數。唐教授利用百餘種不同的熒光物料，擴展應用層面，現在他甚至可將AIE物料注入人體內令細胞染色發光，用以追蹤癌細胞擴散。AIE於2012年被國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)列為專題，獲撥款3000萬元人民幣進行深入研究。

蛋白質是構成人類及宇宙各種生物的主要物質。當中，對生物反應具催化作用的「酶」，大多數均由蛋白質組成。可見，「酶」與我們有著不可分割的關係。 科大高研院─史拔思科研發展實驗室聯合研究小組與其合作夥伴最近發現250個從未被科學家發現其功能的蛋白質。Paul Schimmel教授乃領導此聯合研究團隊的教授，同時為加州及佛羅里達州史拔思科研院的Ernest and Jean Hahn教授及科大高研院訪問教授。這一重大研究已於7月出版的國際權威雜誌《科學》發表。 合著此研究報告的科大高研院資深學人、嘉里理學教授及生命科學部教授張明傑表示：「這一項重要發現不但開闢了一系列生物學新領域，也為進一步研發蛋白質藥物提供新的機遇。」 揭示全新科研領域 經過六年以來深入研究一種名為「氨醯tRNA合成酶」（AARS）的蛋白合成酶，團隊最終發現了250個全新及可能影響幹細胞以至免疫系統功能的AARS剪接變體蛋白，不僅突顯了生命進化過程中蛋白質演化的重要性，同時也為研發蛋白質藥物製劑提供了新的方向。 進一步的研究亦正帶領著團隊發掘新的人體生理學領域，包括幹細胞生物學、免疫反應、血管化和代謝等。 治療疾病新啟示 團隊現正致力深入探討這些AARS剪接變體蛋白的功能，並深信這些蛋白與多種人類疾病相關，開啟了研發新一類蛋白質治療藥劑的新方向，例如廣泛使用的可注射蛋白治療劑，包括生長激素、胰島素、促進紅細胞生長素及刺激骨髓生長素等。