新聞及香港科大故事
2024
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港科大研究團隊新的測量數據揭示大氣有機氣溶膠中含氮分子的顯著貢獻
A Research Paper titled “New measurements reveal a large contribution of nitrogenous molecules to ambient organic aerosol” authored by Prof. Jian Zhen YU (Chair Professor, Division of Environment and Sustainability) and her postgraduate research students was recently published on npj Climate and Atmospheric Science, a journal focusing the physical, chemical and biological components of the climate and atmospheric sciences.
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科大研究揭示短距離囊泡運輸機制
香港科技大學(科大)的研究團隊揭示囊泡在細胞內局部區域進行短距離運輸的機制,為這個生物學家尚未充分認識的領域提供了新方向。
囊泡是一個小的細胞容器,可以執行多種生物功能,包括轉運蛋白質、脂質、以及生物體生存所需的其他物質,並回收廢料。除了使用馬達蛋白進行長距離運輸外,細胞還有在特定區域進行短距離囊泡運輸的需求。 然而,這種短距運輸的確切機制仍待科學家進行研究。
為了應對這項挑戰,一支由科大生命科學部博士研究生裘驊先生及研究資助局博士後研究員吳先登博士所帶領的研究團隊,在科大前生命科學部講座教授張明傑和科大生命科學部教授鄔振國的指導下,聚焦於突觸囊泡(SVs)的研究,成功揭開了短距離運輸的神秘面紗。他們發現,這些與囊泡相關的特定蛋白質的相分離,能夠使囊泡在細胞的不同區域之間以可控的方式移動。
具體而言,一種名為Piccolo的巨型條狀蛋白質,可以響應鈣訊號,從儲備池(reserve pool)提取突觸囊泡,並將它們運送到活躍區域(Active zone)。
他們還發現,另一種名為TFG的蛋白質也透過使用類似的相分離過程,協助囊泡從內質網(ER)運送到內質網-高爾基體中間體。
有見及此,研究結果表明,相分離或是細胞調控囊泡以特定方向短距離運輸的通用方式。
在細胞中,囊泡需要沿著特定方向移動以滿足各種生理需求,細胞不同區域之間的長距離運輸主要依賴細胞骨架和馬達蛋白,而囊泡也需要在細胞中一些比較局部的區域內進行短距離運輸。例如,在高爾基體中,囊泡需要在間隔幾百納米的腔室間快速移動,以進行蛋白質的加工與分選。同樣,在神經細胞末梢,突觸囊泡則需要在數百納米範圍內從儲備區轉運到釋放位點,以控制神經遞質精確釋放。
與長距離囊泡運輸相比,現時人類除了知道這個過程不涉及馬達蛋白外,對細胞如何實現局部的囊泡定向運輸機制所知甚少。因此,此項研究引證了細胞內幫助囊泡在特定方向上進行局部短距離運輸的過程,成果至關重要。
吳博士表示:「我們的研究證明,在無需馬達蛋白的參與下,囊泡的短距離定向運輸可以透過相分離來實現,能在廣泛的細胞生物學領域場景中應用。因此,如何將新的囊泡運輸機制拓展至其他已知的細胞過程中,將會成為重要的未來研究方向。」
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科大研究團隊分析藍藻羧酶體自組裝原理 為促進光合作用提供新見解
香港科技大學(科大)研究團隊發現了羧酶體(一種在部分細菌和藻類中存在的固碳結構)的自組裝原理。此發現可以幫助科學家重新設計和應用這類固碳結構,讓植物將陽光轉化為更多能源,提高光合作用效率,有望可增加全球糧食產量,並減緩全球暖化。
羧酶體是部分細菌和微藻中的細菌微區室,其將特定的固碳酶包裹在由蛋白質構成的外殼中。細菌通過羧酶體進行碳固定,即是將大氣中的二氧化碳轉化為細胞生長所需的有機化合物的過程。科學家一直試圖了解這種複雜的高效固碳體系的自組裝過程。
是次研究由科大海洋科學系曾慶璐副教授帶領,其團隊解析了從名為原綠球藻的海洋藍藻中純化出了最小羧酶體的完整結構。該團隊與中國科學技術大學生命科學與醫學部周叢照教授課題組合作,通過蔗糖密度梯度離心等手段方法,克服了細胞破碎和污染方面其中一個最大的技術難題,成功純化出原綠球藻ɑ-羧酶體樣品,並提出之前研究中尚未觀測到的α-羧酶體完整組裝模型。
當中,研究團隊利用單顆粒冷凍電子顯微鏡分析ɑ-羧酶體的結構,並歸納出其蛋白外殼的組裝模式。該結構為類二十面體形狀三維結構,表面以特定的蛋白質排列而成。研究團隊收集了超過23,400張由科大生物冷凍電鏡中心顯微鏡拍攝的圖像,並手動挑選了約32,000個完整的ɑ-羧酶體顆粒進行分析,得出ɑ-羧酶體的直徑約為86 nm,是目前已知尺寸最小的羧酶體。研究發現RuBisCO酶在羧酶體內部有序排列形成三層環狀結構,支架蛋白CsoS2通過中間域結合在外殼內表面,並在外殼內部形成多價相互作用網絡交聯RuBisCO酶,從而精準調控ɑ-羧酶體的組裝。
植物合成生物學是羧酶體最有前景的應用領域之一。將羧酶體引入植物葉綠體發揮其CO2濃縮機制,可有望提高植物光合作用效率和農作物產量。
曾教授表示:「我們的研究揭開了原綠球藻羧酶體自組裝的神秘面紗,為全球碳循環提供了新見解。這些發現對減緩全球暖化亦很重要,因為海洋藍藻可固定全球約25%的二氧化碳,我們對海洋藍藻高效固碳機制的研究將有利於進一步提高其固碳效率,從而去除更多大氣中的二氧化碳。」
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科大與土耳其共和國駐港總領事建立聯繫
香港科技大學(科大) 於5月6日接待土耳其共和國駐香港總領事 Kerim EVCIN訪問校園,加強大學與土耳其的緊密聯繫。
科大副校長(大學拓展)汪揚教授、本科招生及入學事務處處長劉夢琳教授以及全球及大中華事務主任李琬雯會見Evcin 總領事及其代表團,分享科大多年來如何維持學生和教職員的多元化以及匯聚世界各地頂尖人才。
代表團隨後參觀了科大先進的李兆基圖書館,了解大學為學生提供的豐富學習資源,並與校內的土耳其學生及教職員見面交流。
是次交流印證了科大致力實踐“一帶一路”倡議,與 “一帶一路” 沿線國家夥伴如土耳其建立緊密聯繫和開展合作的決心。科大學期待與土耳其進一步發展雙邊關係,開拓更多合作機遇。
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科大與北京天壇醫院簽署戰略合作協議 攜手培育創新型醫學人才
香港科技大學(科大)與首都醫科大學附屬北京天壇醫院(北京天壇醫院)今日簽署戰略合作協議,雙方將共同培育兼具研究和臨床能力的醫學人才,推動前沿科技與臨床醫學的結合,加快科研成果在臨床上的轉化應用。
因應人口老齡化所帶來的挑戰,全球醫療健康需求日益增長,未來的醫療體系極需研究與臨床治療能力兼備的臨床科學家及生物科技人才。科大和北京天壇醫院是次合作,期冀通過資源共享和優勢互補,培養面向未來的臨床科學家、加速科研成果於臨床上的應用和轉化、以實現推動兩地衛生健康高質量發展的目標。
根據協議,雙方將於年內推出重點人才培養計劃,獲選加入計劃的北京天壇醫院醫生,將以「訪問學者」身份在科大接受科研培訓。他們將有機會參與前沿研究項目,學習最新的科研方法和技術,以提升其科研及臨床實踐能力。此外,雙方還將共同開展包括神經科學、人工智能、生物醫學工程等領域的研究,積極推動前沿科技於臨床應用的轉化。
科大校長葉玉如教授在簽約儀式上表示:「此次簽約為科大與內地頂尖醫療機構合作的重要里程碑。我們希望透過此次合作,深化內地與香港在醫學研究及臨床領域的交流合作,以及培育新一代的臨床醫學人才,推動前沿科研成果更快地轉化為臨床應用,為兩地的生物醫學和衛生健康事業發展作出貢獻。」
北京天壇醫院院長王擁軍教授亦表示:「北京天壇醫院始終致力於培養能夠從臨床發現問題、用科技創新的途徑來解决臨床問題的臨床醫學科學家,這與科大對新一代醫學人才的培育理念不謀而合。只有科研與臨床之間相互促進,提升研究成果的臨床轉化應用,才能切實讓更多患者看到希望。我們希望與科大的合作,能夠培養出既懂科研又具備臨床實踐經驗的臨床科學家,助力醫學發展。」
作為香港首家研究型大學,科大不僅具備深厚的研究基礎,亦聚集了一批國際領先的學者和專家,尤其在神經科學、遺傳學、生物工程、數據科學、人工智能、機械人,多組學和精準藥物發現等領域均處於國際先進水平。此外,科大亦積極推進內地與香港在科研和教育領域的合作,包括籌劃建立一所國際領先、面向未來的新型研究型醫學院,旨在培養具有研究能力的臨床醫生和轉化醫學人才, 推動前沿技術和醫療領域的融合發展。