國際化及環球伙伴 |
新研究中心成立助腦退化患者

香港科技大學(科大)與哈佛大學醫學院的教學醫院波士頓兒童醫院(哈佛)、史丹福大學醫學院的保羅·F·格倫衰老生物學中心(史丹福)及倫敦大學學院(UCL)今日簽署具有里程碑意義的合作備忘錄,就前沿轉化神經科學研究展開合作。香港特別行政區行政長官林鄭月娥女士、科大校董會主席廖長城先生、科大校長史維教授、創新及科技局局長楊偉雄先生,以及外交代表包括英國駐港總領事賀恩德先生等親臨見證簽署儀式。

這份合作備忘錄標誌著四大知名院校邁向重要戰略性合作的第一步,共同展開前沿創新的轉化神經科學研究。四所院校決定成立「神經退行性疾病研究中心」(中心),並聯合申請Health@InnoHK創新平台項目。中心將為科大、哈佛、史丹福和UCL的科學家構建一個協同創新平台,整合各方優勢,開展跨學科的、具重大社會影響的研究。

香港特別行政區行政長官林鄭月娥女士表示﹕「是次合作匯聚四所全球三大洲最頂尖的大學,在共同促進香港醫學研究上立下一個重要的里程碑。我希望四所院校能結合其科學家及研究人員的專業知識與熱誠,為神經退化性疾病的診治帶來重大進展。」

科大校董會主席廖長城先生對特區政府大力推動科研的決心表示感謝,他說:「政府投入大量資金和精力,為香港的創科發展營造有利環境。作為一所世界級的研究型大學,科大很榮幸、亦有責任為頂尖的科研人員搭建平台,為本港健康衛生領域作出貢獻。我期待中心在不久的將來能取得重大突破性成果。」

科大校長史維教授表示:「是次合作無疑將推動神經退行性疾病機制及其診療方法的研究,這對於我們應對全球面臨的人口老齡化問題至關重要。」

中心將主要集中研究阿爾茲海默症﹕一種最常見的神經退化性疾病,是導致老年人死亡的十大原因之一。這種不治之症正影響全球近4700萬人口。現時全球面臨人口老化危機,預期患者數量未來將急速增加,至2050年將達1.3億。阿爾茲海默症不但對患者及其家人帶來沉重的經濟和精神負擔,而且對醫護成本及生產力亦構成重大壓力,給社會經濟帶來嚴重損失。香港作為全球最長壽的地區之一,預計至2050年有39%的人口將達65歲或以上,也必將面臨阿爾茲海默症帶來的衝擊。

領導是次計劃的科大副校長(研究及發展)葉玉如教授表示:「阿爾茲海默症是現代社會面臨的主要健康危機之一,但我們對此疾病了解有限,也嚴重制約了診斷及治療方法的發展。Health@InnoHK提供了一個理想平台,匯集有關領域的頂尖人才,促進我們對這種毁滅性疾病的了解。」

中心將會啟動三個主要的研究計劃,目標是發現能用於疾病監測和發展治療策略的生物標誌物,並鑑定用於藥物研發的靶點。透過建立最先進的技術流程、平台與模式,這個跨院校的團隊期望能通過對疾病機制的探索來推動轉化研究,發展更優化的早期診斷和治療方法。

為進一步拓展這一計畫的視野,團隊亦邀請東京大學的研究人員進行研究。此外,中心亦會與來自伊利沙伯醫院、威爾斯親王醫院和基督教靈實協會的本地臨床醫生緊密合作,建立本地的患者資料庫,推動個體化醫療的發展。

中心亦將為年輕科學家提供寶貴的培訓和學習機會,為在港建立一個研究神經退行性疾病科研樞紐的長遠目標奠定基礎。

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香港科技大學(www.ust.hk)是國際知名的研究型大學,其科學、工程、商業管理及人文社會科學領域,均臻達世界一流水平。科大校園國際化,提供全人教育及跨學科研究,培育具國際視野、創業精神及創新思維的優秀人才。科大的研究於香港的大學教育資助委員會「2014研究評審工作」獲得最多「世界領先」評級,亦於最新的《泰晤士高等教育全球年輕大學排名榜2018》中排行第一,而科大的畢業生在2018年度的全球大學就業能力調查排名第16位,位列大中華院校之首。

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研究與創新 |
香港科技大學研究人員發現基因突變機制 為致命腦癌患者帶來新治療線索

由香港科技大學(科大)與北京天壇醫院組成的研究團隊,近日發現一種罕見的致命腦癌「繼發性膠質母細胞瘤(sGBM)」的突變機制,了解到該癌腫瘤是如何由嚴重性較低的腫瘤演變成致命的sGBM。這項突破性的發現為對化療無效的腦癌患者帶來新希望。

於醫院管理局每年錄得的200宗惡性腦腫瘤新症當中,約四分一為「低級別神經膠質瘤(LGG)腫瘤」。這些生長於脊柱或大腦神經細胞附近的異變細胞,最終會演化成今日所知、惡性腦腫瘤中最「毒」的sGBM。雖然sGBM可經手術切除或透過口服化療藥物替莫唑胺(TMZ)治療,但絕大部分都會再出現突變,使患者病情復發,死亡率接近百分之一百。由LGG腫瘤演變成sGBM腫瘤的基因特徵和進化機制一直未明。

直至現在,由科大生命科學部化學及生物工程學系助理教授王吉光領導的研究團隊,發現MET基因中 METex14這一節,乃引致上述腫瘤進化過程的一大「罪魁禍首」。團隊以特別設計的運算模型,分析並整合188個sGBM病人的基因組數據,當中包括由中國內地及南韓病人收集得來的新樣本,發現約14%的患者樣本於MET這個基因出現了突變。

科大的合作伙伴-北京市神經外科研究所兼北京天壇醫院江濤教授及其團隊,參考這個發現後,識別出一種名為PLB-1001的藥物分子,這個分子能滲透大腦用作防禦的「血腦屏障」(即一種在中樞神經系統中負責分離血液循環和細胞外液的生理結構)而直達腦內腫瘤。PLB-1001能標靶sGBM腫瘤,並追擊腫瘤進一步的突變,成效顯著。

在18名參與PLB-1001臨床試驗的晚期癌症患者中,部分對該藥物有正面反應。患者在北京天壇醫院接受每天約50至300毫克的藥物治療後,其中二人的腫瘤明顯縮小達十二週,患者其間症狀得以舒緩,藥物亦未有呈現明顯的副作用。

科大的王吉光教授說:「PLB-1001還需要更多研究,譬如它是否能與其他藥物合用,以達成更有效和持續的效果。但這次臨床試驗結果對於進一步了解sGBM的治療非常重要。建立癌症進化運算模型有助預測癌細胞的行為和設計優先治療方案,而精準的癌症治療藥物可為病人制訂個人化的治療方法,不過突變會令癌病不斷變化,為精準治療的過程帶來不少變數。作為最難醫治的癌症之一,我們正努力為sGBM尋找更好的治療方案。」

是次硏究的結果已於2018年11月29日發表在頂級科學期刊《細胞》中。這篇文章是從2016年開始王吉光教授在膠質母細胞瘤領域發表的第四篇頂級期刊論文,其他三篇分別發表在2016年、2017年和2018年的《自然 遺傳學》上。

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大學發展 |
科大理學院獲思彼思捐款一百萬元進行數據科學研究

香港科技大學(科大)與思彼思商業運營(集團)有限公司(思彼思)簽訂捐款協議。思彼思承諾向科大捐款一百萬港元,支持科大理學院關於數據科學的研究。

思彼思是一家提供全方位商業地產服務的國內企業,除了提供規劃、營運、投資等一條龍服務外,亦緊隨市場趨勢,將文化、藝術及科技應用在商業地產項目上。

思彼思期望在結合數據科學與醫療科學知識之下,有關研究能有助提高大眾的健康水平。科大初步計劃透過捐款籌建一所健康數據分析實驗室,並由科大強大的研究團隊支援有關的研究工作。該實驗室亦會作為培訓年輕研究員的平台。

科大理學院院長汪揚教授與思彼思總裁黃紹忠先生於2018年11月19日簽署捐款協議,並由思彼思及科大代表見證簽署儀式。

 

大學發展 |
科大理學院獲Foga Tech Limited 捐款二百萬元發展金融科技

香港科技大學(科大)與Foga Tech Limited (Foga Tech)簽訂捐款協議。Foga Tech承諾向科大捐款二百萬港元,支持研究生及博士後研究人員在金融科技及區塊鏈方面的研究及培訓工作。

 

Foga Tech是香港上市公司雲遊控股有限公司的附屬公司。雲遊控股為中國領先的移動遊戲及網頁遊戲公司,現正大力發展金融科技業務。

 

科大理學院初步計劃透過Foga Tech的捐款,籌建一所與金融科技及加密技術相關的實驗室。雙方期待透過相互合作,推動金融科技的發展,同時協助科大學生把握先機,抓緊行業發展的勢頭。

 

科大理學院院長汪揚教授與雲游控股主席汪東風先生於2018年11月8日簽署協議,並由雲游控股及科大的代表見證簽署儀式。

 

STEM教育 |
科大加強推廣STEM教育 推出一站式STEM@HKUST平台

為加強推廣香港的科學、科技、工程及數學(STEM)教育,香港科技大學(科大)最近於教職員、同學與校友的支援下,推出一個全新互動平台,致力激發初中學生對STEM的好奇心,並支援本地教師教授與STEM相關的學科。

為什麼不同酸鹼度會導致pH試紙出現不同顏色?在某人大腦中植入化學物質,是否就能令對方愛上你?由科大資優教育發展中心總監周敬流教授及工學院環球社會中心總監胡錦添教授共同創立的STEM@HKUST平台 (https://stem.ust.hk/) ,不僅提供不同的學習資訊鼓勵青少年以科學頭腦解決日常生活問題,更有教學資源協助老師教導學生具備批判思維及解難能力等STEM背後的真正精神。

周敬流教授表示:「在學校教授STEM,一般被視為只按教科書上一個接一個的科技課題講授,或透過參與課外活動實踐課堂上學到的知識。然而,STEM教育的精髓在於建立同學懂得觀察、有系統地分析事物、評估事物的真確性,以及透過實證辨識可行方案的思維。時至今日,知識的廣度勢不可擋,只有學到這種思維模式的人,才能超越知識,在日常生活中把STEM的精神發揮到極致。」

STEM@HKUST不只是一個提供與STEM相關活動和比賽的一站式資訊平台,當中更載有由科大教授和學生製作、以生動活潑形式講解不同科學難題及與生活息息相關的短片。平台亦歡迎師生查詢與提供意見,包括學生有興趣觀看的科學實驗短片,以及教師於STEM教育上所面對的問題等等。

除此之外,團隊亦正籌備推出師友計劃,安排對STEM教學有興趣的科大本科生,實地觀察由科大教師校友所講授的STEM課堂,從中學習課堂籌劃與授課技巧,並跟教師校友一起建立與中學課程相關的STEM教材。

科大一向積極推廣STEM教育。大學的鵬程青年工程師學苑,便定期舉辦工作坊及暑期課程予中小學生參加,內容橫跨電動車、金融工程和Facebook對話機械人等;優才增益課程則提供機會予富潛質的同學發揮才能。由科大工學院環球社會中心所舉辦,深具標誌性的水底機械人大賽,亦邀請包括弱勢及有特殊教育需要(SEN)的同學參與,並作出培訓,以提升他們的信心及對STEM的興趣。

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研究與創新 |
香港科技大學硏究團隊重構神經突觸的關鍵元件 揭示其形成及調節機制 為精神障礙的診斷及早期治療帶來希望

香港科技大學(科大)生命科學部嘉里理學教授張明傑領導的硏究團隊最近通過一種全新的生物化學重構方法,揭示突觸後緻密區(PSD)的蛋白質在處理及傳遞大腦神經訊號時的調控機制,或能為今後自閉症、精神分裂症等精神障礙的早期診斷及治療提供幫助。

突觸是促成神經細胞之間訊號傳遞的基本結構,對於神經細胞的功能至關重要。突觸的形成及對不同刺激的正確反應是大腦行使其正常功能的基礎。但目前科學界對突觸的形成及調控機制所知甚少,這是因為大腦中雖然有海量的突觸,卻很難找到兩個完全相同的突觸—意味著沒有重複出現的突觸結構可供科學硏究。

在最近發表的該項硏究中,科大的研究團隊於體外系統中(在溶液中及在雙層膜結構上)成功重構出關鍵的神經突觸元件—突觸後緻密區蛋白結構。該人工重構的元件重現了神經元突觸後緻密區的典型結構和功能特徵。在此基礎上,科大科硏人員揭示了突觸後緻密區蛋白質分子之間高度動態的相互作用。其硏究結果顯示,神經細胞中高度緻密的突觸後緻密區或能通過蛋白質分子的自發組裝而形成,並能在維持穩定結構的同時進行高度動態的分子交換。

此學術硏究文章的共同作者、張明傑教授硏究團隊的博士後硏究員曾夢龍博士表示:「突觸後緻密區對神經細胞的功能至關重要。我們的生化重構方法建立了一個全新的分子平台,為了解神經細胞以突觸為單位的區室化運作機制提供了可能的答案。」

張教授補充:「從此項生化重構硏究中所獲得的資訊,再結合基於神經細胞的實驗,將為我們了解突觸後緻密區的蛋白質在突觸形成及運作中所扮演的角色帶來重要幫助。雖然這個重構的元件較真實的神經突觸仍相對簡單,但這種生化成分清晰並便於操縱的硏究系統將為科學界提供一個有用的平台以及全新的範例,將會有力地推動對興奮性神經突觸的形成及調節機制的硏究,也將有助於闡明一系列因突觸蛋白編碼基因突變引起的腦疾病的病理機制,最終或可以幫助精神障礙的早期診斷及治療。」

是次硏究的成果是張教授硏究團隊一系列基礎腦神經科學硏究中的最新發現,其前期相關工作已於2016年8月25日發表在頂級科學期刊《細胞》中。是次工作是繼2016年成果後的又一重大突破,已發表於2018年8月2日出版的《細胞》期刊中。是項硏究獲得科大物理學系主任童彭爾教授的研究團隊的協助,測定突觸後緻密區蛋白結構於濃縮相中的物料性質。

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研究與創新 |
香港科技大學研究團隊揭示 DNA複製的全新機制

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。

本項研究,以長文形式於2018年7月4日在權威科學期刊《自然》(Nature)發表。值得一提的是,自2015年起,科大與北大這個合作團隊,已先後解析了真核生物DNA複製解旋酶雙六聚體複合物的3.8-Å的冷凍電鏡結構(Nature,2015),以及解旋酶前體Mcm2-7六聚體和Cdt1-Mcm2-7七聚體複合物的結構(Nat Struct & Mol Biol, 2017)。

戴碧瓘教授就DNA複製機制的研究,始於她在康奈爾大學擔任助理教授時建立的實驗室。她其後於1984年率先發現及命名MCM2-7基因,以及證明這些基因在 DNA複製過程中所發揮的關鍵作用。而翟元樑教授在加入香港大學生物科學學院之前,曾任職於戴教授在科大的研究團隊,也是科大生命科學部研究助理教授和科大賽馬會高等研究院青年學人。本次《自然》研究論文的共同作者,包括科大生命科學部的博士後研究員林偉熙博士以及科大生命科學部研究助理教授暨科大賽馬會高等研究院青年學人趙永倩博士。

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STEM教育 |
推動香港未來科學家

世界競爭日益激烈,要爭取優勢並保持競爭力,高度創作力的頭腦、批判性思考及分析能力缺一不可。為了鼓勵香港小科學家超越課本知識,並透過學生的解難能力展現自己對生物學的知識,科大舉辦以本地中四及中五學生為對象的生物學比賽:香港中學生物奧林匹克(HJKJSBO)。

HJKJSBO委員會由科大周敬流教授及一群熱心的大學教授和中學教師組成,活動旨在讓香港學生運用自己的觀察力及邏輯力,推論出合理的科學結論。周教授解釋:「HKJSBO按照國際生物奧林匹克模式進行,我們深信比賽為學生提供一個靈活互動的學習平台。」委員會亦希望比賽中獨特而具挑戰性的難題,能夠刺激及啟發學生對科學的追求,並以此作為未來專業。

比賽始於去年11月,吸引近500名來自60間中學的學生參加;經過兩輪賽程及一系列工作坊,最後勝出的4位參賽者除了獲得獎盃及書劵,更將會在暑假跟隨教授進行生物研究。透過參與這項生物奧林匹克,所有的學生都贏得難忘的體驗!

按此瀏覽更多關於香港中學生物奧林匹克的詳情。

大學發展 |
香港科技大學理學院與北京赢鼎教育科技股份有限公司簽署備忘錄 合作研究和開發混合式學習計劃

香港科技大學(科大)理學院與北京赢鼎教育科技股份有限公司簽署備忘錄,雙方將建立合作關係以加強教育研究合作和開發混合式學習計劃。

北京赢鼎教育科技股份有限公司(赢鼎)是中國第一所教育機構將教育培訓融合於產品開發與網絡平台上,在中國大陸高考報考及入讀高等學府的市場上扮演領導者的角色。赢鼎董事長兼總裁王海濤先生亦是科大EMBA的校友。

雙方將聯手建立一個專注於教育數據分析的研究實驗室,致力共同開發適用於高等教育的創新學習系統,並透過揉合該系統與傳統教育,發展出一套嶄新的混合式學習課程。科大理學院院長汪揚教授與赢鼎董事長兼總裁王海濤先生於2018年4月6日在科大簽訂了有關備忘錄,並由首席副校長史維教授、赢鼎總技術主任聶朝暉先生,以及數學系和商學院的嘉賓和教職員見證簽署儀式。

 

研究與創新 |
科大研究人員研發新方法製造手性分子 有助製造更安全、成本更低的藥物

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。

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。

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研究與創新 |
科大研究團隊揭示大腦維持平衡的機制

香港科技大學(科大)一支跨學科研究團隊,發現了人類大腦如何開啟及關閉神經活動的機制,對了解如癲癇症、帕金遜症及毛細血管擴張性共濟失調等神經系統疾病的機理,提供了重要的基礎。

於科大生命科學部主任兼講座教授賀若蒲領導下,作出有關發現的博士研究生程愛芳指出:「正如生活中很多事情一樣,健康的大腦功能取決於各種活動之間的平衡。我們認為大腦是活躍的,譬如提一下腿或說一句話,都屬於活躍的身體機能;但能夠讓我們的大腦停止這些活動同樣重要。惟一直以來,科學界都不清楚大腦具體如何執行這種調控功能。」

研究團隊發現,大腦分別透過調節蛋白激酶ATM和ATR的水平,來平衡這種「開始」與「停止」的功能。 例如,病理情況下,當ATM水平下降時,ATR的水平就會增加,反之亦然。此外,團隊還發現,ATM負責調控興奮性突觸微小囊泡,而ATR則負責調控抑制性突觸微小囊泡,這兩種激酶是透過控制這些微小囊泡的運動,從而調控神經活動的興奮抑制平衡。神經元突觸乃兩個神經元之間的空隙,用以調節大腦中的訊息流動。

身兼科大超高分辨率成像中心主任的賀若蒲教授表示:「這項新發現屬基礎研究領域,但對人類疾病的研究具有重大意義。舉個例子,癲癇症患者的其中一個問題就是缺乏抑制能力。正如我們的研究結果預測,ATR太少的人很可能會患上癲癇症;相反,缺乏ATM的人則難以精確地控制活動能力,亦難於維持適當的神經興奮/抑制比例(E/I Ratio),這意味著ATM和ATR之間存在陰陽平衡關係。但這只是研究的開端,我相信我們的工作將有助開拓更廣泛的神經系統疾病機理研究。」

這項發現早前獲刊登於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。

團員透過科大提供的超高分辨率顯微鏡,以極高倍率觀察兩種激酶在細胞中的位置。顯微鏡特有的定格設計,有效維持拍攝高解像度影像過程所需要的穩定性。

科大物理學系教授及超高分辨率成像中心副主任杜勝望教授表示:「我們面對的其中一項重大挑戰,是即使在超高分辨率的顯微鏡下,所有的囊泡看起來都非常相似。為了進行辨識,我們為顯微鏡研發了一套三色系統,結果協助團隊證實了ATM和ATR不會於同一個VAMP2標記的突觸小泡上出現。」

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