新聞及香港科大故事

由香港科技大學（科大）、北京市神經外科研究所，西班牙國家癌症研究中心（CNIO）共同領導的國際科研團隊，近日發現一種能解釋為何膠質瘤 - 一種常見而具攻擊性的腦瘤，其病人會出現化學抗性（chemo-resistance）的機制，或有助及早辨認有抗藥性的腦癌病人。 現時，主要治療膠質瘤的是一種結合放射治療和化學治療的藥物–替莫唑胺（temozolomide, TMZ）。這種療法可延長病人的整體生存時間，但是，大部分病人的腫瘤都會復發，並對TMZ產生抗藥性。   了解其他相關的研究﹕ 科大研究團隊利用高性能計算 發現RNA聚合酶維持基因轉錄過程高度準確的機制 在曾接受TMZ治療的膠質瘤病人中，團隊發現八種基因組異位可以導致MGMT基因融合。    

香港科技大學（科大）和中國科學院（中科院）生物物理研究所的研究人員，近日發現一種名為atlastin（ATL）的酶，原來具有運送細胞內蛋白質的功能。這項全新發現有助了解遺傳性痙攣性下身麻痺（HSP）﹕一種因神經缺陷而引致下肢痙攣的罕見遺傳性疾病背後的病理。 科學界已知ATL與導致HSP有關，但出現突變的ATL如何影響正常生理機能運作仍是一個謎。最近，由科大理學院生命科學部助理教授郭玉松領導的團隊，發現了缺乏ATL的細胞，會嚴重延緩一些重要蛋白自細胞當中被移送至細胞表面的過程，從而導致我們的生理機能失靈。團隊亦揭示了一個有趣現象，便是一種經過改造的ATL，能糾正以上的情況，為尋找此遺傳性疾病的治療方法提供了新見解。上述成果由中科院生物物理研究所胡俊傑教授的團隊共同發現。 胰島素、人類抗體或依附在細胞表面負責接收訊號的蛋白，一旦在細胞中形成，便需透過分泌運輸途徑被輸送至細胞表面，以執行各項身體所需的功能。這些蛋白首先被裝載至COPII囊泡這種運輸工具之中，然後經第一站「內質網（ER）」出發，最終被傳送至細胞表面。  內質網的管狀結構由dynamin超家族蛋白atlastin（ATL）接駁而成。郭教授及其合作夥伴利用嶄新的CRISPR/Cas9技術消除ATL後，發現缺少了ATL的細胞，其內質網管道不但無法接駁得上，COPII的形成亦告減少，影響其裝載蛋白的效率。事實上，很多內質網的出口位置亦失去招募COPII載體的能力，嚴重減慢蛋白的運送速度。研究亦進一步發現，蛋白質的流動性以及COPII的形成，可透過一種經過異變、具膜栓連而非融合功能的ATL來恢復。有關研究成果近日於科學期刊《美國國家科學院院刊》中發表(https://www.pnas.org/content/early/2019/06/24/1908409116)。

香港科技大學（科大）的研究團隊最近揭示了RNA聚合酶II如何進行剪切化學反應以校對RNA轉錄過程的機制，有助了解錯誤調節的轉錄過程可如何導致癌症和阿爾茲海默症等疾病。

香港科技大學(科大)一批海洋科學家近日發現逾7,000個全新海洋微生物物種，當中包括一種首次於海洋中被發現、擁有最新基因編輯系統CRISPR的天然藥用產物酸桿菌門（Acidobacteria），不但刷新了人類對海洋微生物多樣性的認知，更為研發新型藥物帶來希望。 研究團隊由科大海洋科學系署理主任兼捷成David von Hansemann理學講座教授錢培元帶領。透過原位培養生物膜的研究方式，科大與沙特阿卜杜拉國王科技大學、美國喬治亞大學和澳洲昆士蘭大學的研究人員合作，於全球各地包括太平洋、大西洋、印度洋等水域取樣，歷時八年，最終發現了超過7,000多個全新海洋微生物物種以及10個新微生物門類，打破科學界目前認為只有80門共35,000[1]多個海洋微生物物種的論斷，大大提升人類對海洋微生物的認知。 其中今次研究所發現的新型海洋酸桿菌門，過往只曾在陸地土壤中被發現。酸桿菌門因擁有大量化合物合成基因簇，可用作對抗腫瘤及製造新型抗生素藥物，一直備受關注。今次於海洋中發現的酸桿菌門，不但擁有跟其陸地類別的相同性能，更具備當下熱門的CRISPR基因編輯系統，是海洋微生物中首例。研究結果已於國際權威科學期刊《自然—通訊》中發表。 錢教授表示：「今次大量新海洋微生物物種的發現，不僅提升了人類對海洋微生物多樣化的認知；更重要的是，這些新發現物種各具功能，為進一步了解生命、以至幫助人類對抗疾病提供新的線索。」

細胞透過複製載有其身份特徵的基因組，進行自我增殖。一個受精卵细胞，需要經過萬萬億（1016）次的複製後，才能發育成一個成年人。在這項艱鉅任務中，究竟執行複製的分子機器是長成什麼模樣，而且是如何運作的呢？最近，香港科技大學（科大）的研究團隊，就首次測定具原子解像度的DNA複製機器三維結構。 早於半世紀前，根據DNA雙螺旋的晶體結構，DNA複製的概念已經被提出。當時科學界認為，距離了解DNA雙螺旋如何分開並啟動複製機器的原理已為時不遠。然而，因為DNA複製機器的巨大尺寸、多個部件（由三個引擎組成）及其動態多構像，這看似簡單的學術問題，卻還是個複雜的未解之謎。 時至今日，隨著冷凍電子顯微鏡技術的突飛猛進，由科大賽馬會高等研究院資深訪問成員(退休科大生命科學部訪問教授)戴碧瓘教授及前科大研究助理教授、現任香港大學助理教授翟元樑所帶領的研究團隊，與北京大學(北大) 生命科學學院高寧教授合作，成功解析真核生物的DNA複製起始位點識別複合物（origin recognition complex, ORC）的高解像三維結構（3Å），並揭示該複製機器運作的分子機制。該結構清晰地解釋了ORC是如何在浩瀚DNA鹼基（A，T，G，C）的「大海」中尋找正確合適的位點，從而啟動DNA複製。 如有過多的複製起始位點，會加快基因組的複製速度並縮短細胞分裂週期，這也是癌症細胞的一大特徵。然而，太少的起始位點啟動複製，也會產生另一個問題，就是遲緩的細胞生長，尤其在胚胎發育的關鍵階段，或會導致發育畸形。DNA複製機器三維結構的高解像度測定，可以提供更好的靶點，以方便抗癌藥物的設計和篩選；更為重要的是，此分子結構訊息揭示複製機器的工作機制，並有助理解ORC功能缺失相關遺傳疾病的根本成因。

香港科技大學（科大）先進顯示與光電子技術國家重點實驗室的研究團隊，研發出一個嶄新的液晶顯示器(LCD)，其解像度、能源效率及色彩飽和度均有顯著提升，是為顯示科技上的重大突破。 這個名為「有源驅動鐵電液晶顯示器(FLCD)」的技術，由電子及計算機工程學系講座教授郭海成及其團隊研發。相較一般顯示器，FLCD除了能提升三倍解像度，更可削減能源消耗達三至五倍，成本亦較低。 由於傳統LCD中的彩色濾光片會阻擋及消耗約百分之七十的背光和能源，因此它們的能源效率十分有限。研究團隊因而研發反應較快的「鐵電液晶」，透過新穎的「場序彩色顯示技術」，即按時間快速而順序發送顏色資訊，成功摘除彩色濾光片，只靠人類視覺系統將這些圖像融合成全色圖像。由於彩色濾光片成本佔LCD製作成本約百分之三十，因此移除彩色濾光片令FLCD成本低於傳統的液晶顯示器。 有別於市面的LCD，研究人員採用「RGB LED」，而非一般LED作為FLCD的背光系統，所以其色彩飽和度亦有所提高。由於RGB LED光譜較窄，其色域（顏色的範圍）亦因此較廣闊，令FLCD的表現較現存市面任何一款的顯示器都更為優勝。由於不同顏色的子像素（Sub-pixel）已被移除，所以FLCD的解像度也提升三倍。 郭教授指﹕「FLCD耗用較少能源，所以十分適合應用到如智能手機、平板及手提電腦等便攜式的電子儀器，可有效延長它們電池的使用時間。這個創新的液晶顯示器擁有更佳的解像度及色彩表現，可用於高端產品，例如虛擬實境（VR）設備及頭戴式顯示器等。」 研究團隊與台灣友達光電共同製造FLCD的原型（Prototype），並於近日國際資訊顯示學會創新比賽中取得最佳展品獎。 有關香港科技大學

香港科技大學(科大)研究團隊首次發現，細菌對廣泛肽類抗生素產生耐藥性的原因。肽類抗生素一般被視為最後防線藥物，是次發現為開發對抗超級細菌的新型抗生素提供新方向。 科大生命科學部講座教授錢培元及其研究團隊發現，「D-型胺基酸特異性多肽耐藥酶」(DRPs)便是導致細菌對肽類抗生素出現耐藥性的源頭，而這個發現來得非常合時，因為團隊於多個不同種類的細菌當中，均發現這種酶的蹤跡，為持續不當使用抗生素敲響警號。 肽類抗生素﹕包括分別用於治療金黃葡萄球菌及大腸桿菌感染的萬古霉素和多粘菌素，由於耐藥性風險較低，一直被視為對付多重耐藥性細菌(超級細菌)最有力的武器。過往也有研究顯示，細菌對個別肽類抗生素存在耐藥性，但鮮有涉獵肽類抗生素的廣泛耐藥現象及其相關因素。在今次的研究中，錢教授分析了六千多個細菌基因組大數據，並通過基因編輯、化學及酶學分析等途徑，反覆驗證出細菌內的DRPs，確實對大部分含有D-型胺基酸的肽類抗生素出現高耐藥性，有關影響層面覆蓋多種細菌。 本身亦為科大捷成David von Hansemann 理學教授及海洋科學系署理主任的錢教授指﹕「DRPs廣泛存在於自然界各類細菌中，若人類繼續濫用抗生素，病原菌便有機會從自然界中獲得該耐藥基因，令更多肽類抗生素失效，導致延誤甚至無法治療的問題。」 他補充﹕「人們不當及過度使用抗生素，加劇耐藥問題，所以有關肽類抗生素耐藥性的研究更顯得重要。增加對肽類抗生素耐藥性的認識，不但為醫學界提供早期預警，亦有助我們研發應付超級細菌的新抗生素。發現DRPs只是一個開端，希望未來有更多研究，針對肽類抗生素的使用及發展。」 是次研究結果已於國際權威科學期刊《自然—化學生物學》中發表。 有關香港科技大學

香港科技大學（科大）研究人員研發出一項更有效、更環保製造手性分子的合成方法，有機會降低手性藥物的製造成本，提升其普遍性。 現時全球獲認可的藥物中，逾半為手性藥物。手性藥物涵蓋心血管疾病、呼吸系統疾病和腸胃疾病等多個疾病範疇，亦包括治療高膽固醇藥物膽固清及抗生素「阿莫西林」等暢銷藥物。不過，由於這些手性藥物的製造過程複雜，加上原材料十分稀有及昂貴，不但令製藥過程困難，亦使製藥成本持續高企。 由化學系副教授孫建偉領導的團隊，研發出更有效且成本較低的方法製造手性藥物。他表示﹕「手性分子包含兩個結構十分相似的部分，它們儼如『孖兄弟』或鏡像一樣，但卻可能於人類體內展現完全不同的特性。傳統上，要將這類『孖兄弟』分子分開，只保留對人體有用的部分並製成手性藥物，並不容易，成本亦十分高昂。而『聯烯』正正屬於其中一種要保留的手性分子，傳統上，要製造出『聯烯』，只能從具備『孖兄弟』分子的手性原材料中提取，而這種原材料成本十分昂貴。」 不過，由孫教授領導的團隊，發現原來手性「聯烯」亦可通過有機催化的方法，透過消旋的炔丙醇類化合物生產。相對傳統的原材料，消旋的炔丙醇類化合物比較便宜及容易取得。這種製造方法除了不會產生金屬廢物外，其催化劑亦能夠回收及重覆使用。 孫教授指：「除了成本更低、更環保外，這種『綠色』催化的方法亦會對醫護範疇帶來深遠影響，因為藥廠可以更低廉、更環保的方式去生產及發展手性藥物。」 這項發現於去年九月獲刊登於「自然通訊」期刊。 近年手性藥物市場發展迅速。過去十年間，手性藥物的全球銷售額已經大幅增加近四倍，至接近八千億美元，而該市場仍在持續增長中。此外，去年新研發的藥物當中，逾三分之二是由手性分子製成。 有關香港科技大學