新聞及香港科大故事

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

由香港科技大學（科大）科研人員領導的一支跨學科國際研究團隊，首次發現一個電腦方程式框架，能分析人類免疫力缺乏病毒（或愛滋病病毒）中一隻關鍵蛋白適宜存活的度數（適存度），或能為未來疫苗的設計鋪路，逼使該致命病毒變異成一種特定的形態，最終令其枯竭死亡。 雖然現今醫學昌明，近日亦陸續出現一些能破壞愛滋病病毒的抗體，但由於這種病毒可通過突變，逃避已知的抗體反應，因此至今仍未發現有效的愛滋病病毒疫苗，而病毒突變的特性，亦令尋找解決方案難上加難。 如今，科大的Matthew McKay教授與雷可業教授，夥拍麻省理工學院的Arup Chakraborty教授和其科研隊員，利用大數據分析，提出一個可行的解決方案。團隊運用一個電腦程式框架，計算組成愛滋病病毒尖刺上一種名為gp160多蛋白的適存度。適存度是從蛋白序列方式推算出來，有關病毒的健康狀況﹕即其正確組裝、複製和傳播感染的能力。掌握病毒的適存度，能為科學家提供重要線索，知悉針對病毒哪一部份的尖刺蛋白，便能逼使它變異成另一種型態，嚴重削弱其健康、複製及繁殖的能力。 McKay教授是科大電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系夏利萊博士副教授﹔雷教授則是電子及計算機工程學系的研究助理教授以及科大高等研究院的青年學人。是次研究成果剛於上月在國際權威科學期刊《美國國家科學院院刊》上發表。 雷教授表示：「是次研究需要估計的參數接近440萬個。如果沒有運用大數據，根本無法進行這樣的預測。」

香港科技大學(科大)化學工程及生物工程學系助理教授孫飛的研究團隊，研發出嶄新的全蛋白質感光智能水凝膠，有助開拓未來材料生物學和生物醫療的應用。 水凝膠，在醫療界中亦稱為軟物料，可用作藥物傳送和幹細胞治療等，是生物醫療範疇中最前沿的材料。傳統的水凝膠，一般應用於面膜、隱形眼鏡等，主要是由合成聚合物，或包括動物膠原等生物提取物等物料製成，容易引起過敏反應，而兩種物料均難以提供讓細胞生長及發育所需的複雜生物環境。 孫教授團隊所發明的新型智能水凝膠，不單可盛載生物細胞及組織﹕包括幹細胞等再生醫學的重要元件，其感光特質亦可控制細胞或藥物分子在體內釋放的時間或方式。 為創造這種全新的水凝膠，孫教授的團隊通過基因編碼等手段，於室温下將經過基因改造的蛋白質組裝成分子網絡。整個合成過程完全借助類似發酵的細菌培植方法，而無需任何化學修飾。如此製造出來的水凝膠，成份與人體相近，能盛載活細胞，並有機會減低過敏或人體免疫排斥的反應。而作為藥物的載體，這種感光水凝膠則扮演開關的角色。由於在光照下，水凝膠會由固態轉變為液態，其盛載的藥物便隨即滲入體內，因此藥物可於受控的情況下釋放出來。該團隊採用的是一種新穎的生物材料設計思路，能設計出結構和功能可供精確調控的材料。 此研究成果已發表於2017年6月6日出版的學術期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)。 孫教授表示：「智能水凝膠的需求日益增加，利用功能蛋白分子的自組裝來合成這類材料，為未來的材料生物學，甚至醫學治療，帶來了巨大的契機。理論上，水凝膠可成為幹細胞的一個有效載體，協助修補受損的器官，這有助於解決器官移植及再生等問題，令病患未來有多一個治療方法。」 有關香港科技大學

香港科技大學（科大）於4月11日舉辦「科大25周年傑出人士講座系列」，由發明CRISPR-Cas9基因工程技術的埃曼紐爾‧卡彭蒂耶教授擔任主講嘉賓。這項技術正為生命科學研究帶來革命性影響。 卡彭蒂耶教授是馬克斯普朗克傳染病生物學研究所調控傳染病生物學系系主任，她以「基因工程學中革命性的CRISPR-Cas9技術：從細菌中學到的知識」為題發表演說，講解她最新的研究發現。她表示，能編輯核糖核酸的CRISPR-Cas9系統是生物學領域中新近出現的革命性技術，可用於快速而有效的標靶定位基因組編輯、染色體標記，以及基因調控。 卡彭蒂耶教授說：「能編輯核糖核酸的CRISPR-Cas9系統能成為一個實用的多功能系統，在全部三界生物的細胞進行基因編輯，廣泛應用於生物技術、生物醫學以及基因治療中。這項技術開創了生物醫學基因治療的全新機遇。」正如在過去兩年發表的大量學術研究顯示，以CRISPR-Cas9作去氧核糖核酸的標靶定位已經迅速且廣泛地獲科學家應用於編輯和沉默多種細胞和生物的基因組，包括人類細胞、植物和老鼠。」 卡彭蒂耶教授於皮埃爾和瑪麗居里大學修讀生物化學、微生物學及遺傳學，並於巴斯德研究院取得微生物學博士學位。她曾於美國發展，之後返回歐洲在奧地利維也納大學的馬克斯‧F‧佩魯茨實驗室擔任助理及副教授，並成立其研究團隊，其後科瑞典于默奥大學分子感染醫學實驗室出任副教授，至今仍是該實驗室的客座教授。於2013年至2015年間，卡彭蒂耶教授是德國布倫瑞克的亥姆霍兹感染研究中心調控傳染病生物學系系主任和德國漢諾威醫學院教授。在2015年，卡彭蒂耶教授獲委任為德國馬克斯普朗克學會的科學會員及德國柏林馬克斯普朗克傳染病生物學研究所的系主任。