新闻及香港科大故事

2018

新闻
研究, 发现, 生物学
香港科技大学研究团队揭示 DNA复制的全新机制
细胞透过复制载有其身份特征的基因组,进行自我增殖。一个受精卵细胞,需要经过万万亿(1016)次的复制后,才能发育成一个成年人。在这项艰巨任务中,究竟执行复制的分子机器是长成什么模样,而且是如何运作的呢?最近,香港科技大学(科大)的研究团队,就首次测定具原子解像度的DNA复制机器三维结构。 早于半世纪前,根据DNA双螺旋的晶体结构,DNA复制的概念已经被提出。当时科学界认为,距离了解DNA双螺旋如何分开并启动复制机器的原理已为时不远。然而,因为DNA复制机器的巨大尺寸、多个部件(由三个引擎组成)及其动态多构像,这看似简单的学术问题,却还是个复杂的未解之谜。 时至今日,随着冷冻电子显微镜技术的突飞猛进,由科大赛马会高等研究院资深访问成员(退休科大生命科学部访问教授)戴碧瓘教授及前科大研究助理教授、现任香港大学助理教授翟元梁所带领的研究团队,与北京大学(北大) 生命科学学院高宁教授合作,成功解析真核生物的DNA复制起始位点识别复合物(origin recognition complex, ORC)的高解像三维结构(3Å),并揭示该复制机器运作的分子机制。该结构清晰地解释了ORC是如何在浩瀚DNA碱基(A,T,G,C)的「大海」中寻找正确合适的位点,从而启动DNA复制。 如有过多的复制起始位点,会加快基因组的复制速度并缩短细胞分裂周期,这也是癌症细胞的一大特征。然而,太少的起始位点启动复制,也会产生另一个问题,就是迟缓的细胞生长,尤其在胚胎发育的关键阶段,或会导致发育畸形。DNA复制机器三维结构的高解像度测定,可以提供更好的靶点,以方便抗癌药物的设计和筛选;更为重要的是,此分子结构讯息揭示复制机器的工作机制,并有助理解ORC功能缺失相关遗传疾病的根本成因。
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研究, 发现, 科技
科大研究人员研发新一代液晶显示器 大幅提升其效能、解像度与色彩表现
香港科技大学(科大)先进显示与光电子技术国家重点实验室的研究团队,研发出一个崭新的液晶显示器(LCD),其解像度、能源效率及色彩饱和度均有显著提升,是为显示科技上的重大突破。 这个名为「有源驱动铁电液晶显示器(FLCD)」的技术,由电子及计算器工程学系讲座教授郭海成及其团队研发。相较一般显示器,FLCD除了能提升三倍解像度,更可削减能源消耗达三至五倍,成本亦较低。 由于传统LCD中的彩色滤光片会阻挡及消耗约百分之七十的背光和能源,因此它们的能源效率十分有限。研究团队因而研发反应较快的「铁电液晶」,透过新颖的「场序彩色显示技术」,即按时间快速而顺序发送颜色信息,成功摘除彩色滤光片,只靠人类视觉系统将这些图像融合成全色图像。由于彩色滤光片成本占LCD制作成本约百分之三十,因此移除彩色滤光片令FLCD成本低于传统的液晶显示器。 有别于市面的LCD,研究人员采用「RGB LED」,而非一般LED作为FLCD的背光系统,所以其色彩饱和度亦有所提高。由于RGB LED光谱较窄,其色域(颜色的范围)亦因此较广阔,令FLCD的表现较现存市面任何一款的显示器都更为优胜。由于不同颜色的子像素(Sub-pixel)已被移除,所以FLCD的解像度也提升三倍。 郭教授指﹕「FLCD耗用较少能源,所以十分适合应用到如智能手机、平板及手提电脑等便携式的电子仪器,可有效延长它们电池的使用时间。这个创新的液晶显示器拥有更佳的解像度及色彩表现,可用于高端产品,例如虚拟实境(VR)设备及头戴式显示器等。」 研究团队与台湾友达光电共同制造FLCD的原型(Prototype),并于近日国际资讯显示学会创新比赛中取得最佳展品奖。 有关香港科技大学
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创新, 研究及科技, 跨学科
科大-信和百万元创业大赛2018精彩演绎创新创业理念
由香港科技大学(科大) 学生、校友和国际组员组成的三个创业团队,日前击败逾100个参赛队伍,荣获科大-信和百万元创业大赛2018香港区赛事前三甲。他们将于今年8月在广州南沙科大霍英东研究院,与其余6个赛区的胜出者进行总决赛。 为吸引更多来自本地及海外的青年与公众人仕参与,科大今年在本港赛事中加入了多项新元素,持续扩展其规模与深度。比如首次推出的网上公开投票推选表现最佳队伍,便吸引了约700人投票,而新的网上配对平台则协助科大参赛者寻找合适的境外合作伙伴,促进活动多元化。余下赛区中,除澳门、南沙刚刚结束比赛,北京、深圳、佛山和中山比赛仍在进行中。 本港赛区冠军「汉元生物科技有限公司」凭借精制的新型絮凝剂技术,荣获校长奖、创新奖及南丰纱厂永续发展奖。该新型絮凝剂不仅能将污泥与污水分离,还可以分解发酵污泥。发酵期只需30天,就可以将污泥转化为肥料,比一般过程约10年快120倍。该团队成员包括来自科大、上海同济大学和日本横滨国立大学的毕业生。 另外两个获奖团队Miscato Ltd和「图方科技」,分别获颁广发证券金奖和银奖。Miscato利用大数据分析,为酒店开发了一种创新的室内香熏扩散器,让酒店能为不同客人于指定的日子及时间内,为其房间释放客人指定的香熏气味。而「图方科技」则为品牌产品开发防伪和验证解决方案,用户可利用智能手机扫描产品包装上嵌入的图像条形码,轻松验证商品。 「爱必达医疗科技有限公司」则赢得了电梯简报奖和南丰生命科学/健康科技奖。该公司利用人工智能和超声波成像技术,研发了一款便携式乳腺癌筛查器Mamosound,用户可于家中轻松进行检测,及早发现病端。 信和集团创新联席董事杨孟璋表示:「入围队伍的表现旗鼓相当,对商业模式、技术发展、团队结构和计划的执行均有周全的考虑,尽显实力,令我留下了深刻的印象,要选出优胜队伍实不容易。胜出队伍展示了上述各项范畴,包括计划的可行性、环保和团队管理等的平衡及周全的考虑,提供方案解决现实生活所面对的环保问题。」 科大创业中心主任陈双幸教授表示:「我们很高兴看到今年赛事不仅在规模上有所扩大,当中展现的创新理念、商业计划书质素及计划执行方面,亦有显著提升。」
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社会科学, 教育, 研究, 研究生
科大开办新公共政策硕士课程及 公布大湾区创科政策发展报告
香港科技大学(科大)致力推动公共政策研究及教育,大学公共政策研究院今日发表首份有关大湾区创新科技整合发展的报告,并将开办全港首个专攻科技创新与环境政策的两年全日制修课式研究生课程。 由中国工程院、香港工程科学院及科大公共政策研究院共同完成的研究报告,除列举香港若不加快步伐发展创新科技将面临的风险,亦就此向政府提出实质建议。研究报告提及,香港政府「无为而治」的管治模式已不合时宜,政府必须牵头,透过政策带动研究、开发投资与培训,以促进小型企业的创新科技发展,亦列出香港及大湾区城市应加强合作的策略发展领域。 在教学方面,科大将于2018年9月起,开办一个为期两年、崭新的全日制公共政策硕士课程(MPP),一方面透过包括数据分析等学科,巩固学员于政策分析方面的知识,另一方面透过于政府机关、非牟利组织及私人机构等实习机会,培育学员领导与决策技巧。课程亦包含一个为期一年的专题项目(capstone project),让学员以团队合作形式,解决公营机构及私人企业所面对的挑战与难题。随着大湾区以及落马洲港深创新科技园等计划先后落实,未来将需要大量与科学、技术、创新,以及环境政策等范畴相关的人才,MPP正是全港首个提供这些专修范畴的两年全日制研究生课程。 课程要求同学修读共48个学分,当中一半为公共政策核心课程,另一半为选修课程。选修课程涵盖大学五个学院不同范畴,有助拓阔学生视野。学部将于5月21日在科大商学院中环中心举办课程简介会。 负责开办课程的科大公共政策学部署理主任吴逊教授表示:「虽然科技的进步大大拓宽了应对包括气候变化及老龄化等全球挑战的政策思路,这些创新方法亦同时为政府、非牟利组织以及私人机构带来一系列有关道德、体制及法律方面等复杂议题。因此,要进一步开启科技于改善生活和实现社会可持续发展方面的潜力,公共政策将越趋重要。」
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抗生素, 研究, 发现, 生物医学
科大研究人员发现肽类抗生素耐药性机制 有助研发对付超级细菌的新抗生素
香港科技大学(科大)研究团队首次发现,细菌对广泛肽类抗生素产生耐药性的原因。肽类抗生素一般被视为最后防线药物,是次发现为开发对抗超级细菌的新型抗生素提供新方向。 科大生命科学部讲座教授钱培元及其研究团队发现,「D-型胺基酸特异性多肽耐药酶」(DRPs)便是导致细菌对肽类抗生素出现耐药性的源头,而这个发现来得非常合时,因为团队于多个不同种类的细菌当中,均发现这种酶的踪迹,为持续不当使用抗生素敲响警号。 肽类抗生素﹕包括分别用于治疗金黄葡萄球菌及大肠杆菌感染的万古霉素和多粘菌素,由于耐药性风险较低,一直被视为对付多重耐药性细菌(超级细菌)最有力的武器。过往也有研究显示,细菌对个别肽类抗生素存在耐药性,但鲜有涉猎肽类抗生素的广泛耐药现象及其相关因素。在今次的研究中,钱教授分析了六千多个细菌基因组大数据,并通过基因编辑、化学及酶学分析等途径,反复验证出细菌内的DRPs,确实对大部分含有D-型胺基酸的肽类抗生素出现高耐药性,有关影响层面覆盖多种细菌。 本身亦为科大捷成David von Hansemann 理学教授及海洋科学系署理主任的钱教授指﹕「DRPs广泛存在于自然界各类细菌中,若人类继续滥用抗生素,病原菌便有机会从自然界中获得该耐药基因,令更多肽类抗生素失效,导致延误甚至无法治疗的问题。」 他补充﹕「人们不当及过度使用抗生素,加剧耐药问题,所以有关肽类抗生素耐药性的研究更显得重要。增加对肽类抗生素耐药性的认识,不但为医学界提供早期预警,亦有助我们研发应付超级细菌的新抗生素。发现DRPs只是一个开端,希望未来有更多研究,针对肽类抗生素的使用及发展。」 是次研究结果已于国际权威科学期刊《自然—化学生物学》中发表。 有关香港科技大学
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研究, 发现, 化学
科大研究人员研发新方法制造手性分子 有助制造更安全、成本更低的药物
香港科技大学(科大)研究人员研发出一项更有效、更环保制造手性分子的合成方法,有机会降低手性药物的制造成本,提升其普遍性。 现时全球获认可的药物中,逾半为手性药物。手性药物涵盖心血管疾病、呼吸系统疾病和肠胃疾病等多个疾病范畴,亦包括治疗高胆固醇药物胆固清及抗生素「阿莫西林」等畅销药物。不过,由于这些手性药物的制造过程复杂,加上原材料十分稀有及昂贵,不但令制药过程困难,亦使制药成本持续高企。 由化学系副教授孙建伟领导的团队,研发出更有效且成本较低的方法制造手性药物。他表示﹕「手性分子包含两个结构十分相似的部分,它们俨如『孖兄弟』或镜像一样,但却可能于人类体内展现完全不同的特性。传统上,要将这类『孖兄弟』分子分开,只保留对人体有用的部分并制成手性药物,并不容易,成本亦十分高昂。而『联烯』正正属于其中一种要保留的手性分子,传统上,要制造出『联烯』,只能从具备『孖兄弟』分子的手性原材料中提取,而这种原材料成本十分昂贵。」 不过,由孙教授领导的团队,发现原来手性「联烯」亦可通过有机催化的方法,透过消旋的炔丙醇类化合物生产。相对传统的原材料,消旋的炔丙醇类化合物比较便宜及容易取得。这种制造方法除了不会产生金属废物外,其催化剂亦能够回收及重复使用。 孙教授指:「除了成本更低、更环保外,这种『绿色』催化的方法亦会对医护范畴带来深远影响,因为药厂可以更低廉、更环保的方式去生产及发展手性药物。」 这项发现于去年九月获刊登于「自然通讯」期刊。 近年手性药物市场发展迅速。过去十年间,手性药物的全球销售额已经大幅增加近四倍,至接近八千亿美元,而该市场仍在持续增长中。此外,去年新研发的药物当中,逾三分之二是由手性分子制成。 有关香港科技大学
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研究, 海洋生物
科大研究人员证实微塑料对海洋生物 成长与发展无可挽回的负面影响
香港科技大学(科大)研究人员最近发现,若海水中含有高浓度的微胶粒,两种海洋无脊椎动物﹕具有抗污性的船螺和受商业捕捞的多毛虫(一种负责生态系统营养循环的常见鱼饵),其生长及发展将受到无可挽回的不良影响。 由科大生命科学部助理教授陈洁瑜领导的本科生和研究生团队,首次发现微胶粒对顽强如来自北美的入侵性物种,都有负面影响。许多健康美容或家用产品中都含有微胶粒,这些微胶粒不单止影响鲍鱼及生蚝等高档次可食用海洋生物,对顽强的物种如入侵性船螺,也会造成破坏。研究发现,若入侵性船螺的幼体在含高浓度微胶粒的环境下成长,即使之后从其周遭环境移除微胶粒,这些海洋动物亦无法回复正常的生长速度。 陈教授表示:「研究显示高浓度的微胶粒对船螺有着长远而无可挽回的不良影响。不过,在与香港水域相似的较低浓度下,微塑料对船螺的生理并没影响,反映其韧性。若船螺较其他本土物种更能抵御微塑料的污染,那么这入侵性物种将对本地物种及生态平衡将带来负面影响。」她续指﹕「尽管这些微小的塑料污染物破坏海洋生态,但在世界各地包括香港,仍有很多个人护理产品采用微胶粒。」
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研究
RESEARCH@HKUST展示科大世界级科研实力
在科大作为顶尖学术机构的25年间,经历了一段非凡的研究之旅。要了解本校科研最新动向, Research@HKUST是不容错过的读物。 从结构生物学到城市可持续发展,人性化机器人,大数据,颠覆性创新,以至解构中国金融业的神秘面纱,科大在应对全球和社会挑战方面展示了其研究的广度。事实上,大学教育资助委员会最近公布的研究评审工作报告显示,科大的学术表现名列榜首,其中70%的研究达「世界领先」(四星)或「国际卓越」(三星)水平。 对刚于2016年庆祝创校25周年的科大而言,能够由寂寂无名的大学迅速跻身全球顶尖学府,上述成就更是难能可贵。虽然科大的规模不大,教职员及研究生人数分别只有650 名和5,000名,但凭借对科研的愿景、承诺、远见及齐心协力,孕育师生的好奇心,激发他们的探索和创新精神,科大才能建立今天的影响力及声誉。 科大的研究领域与其五大策略焦点(数据科学、机械人及自动化系统、可持续发展、设计及创业、公共政策)一致,涵盖科学、工程、工商管理、人文与社会科学,以及其他具深远影响的议题。最新一期的,收录科大于不同学术范畴的科研成果,亦新增了有关科技进步衍生大学初创企业的专题环节。 阅览 Research@HKUST 2017 的完整版本。