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科大物理学家助开创量子内存新纪录 为实现量子计算机应用推进一步

香港科技大学(科大)及华南师范大学(华师)的研究团队,创出光子量子内存新纪录,为实现量子计算机应用推进一步。

正如传统计算机中的内存,量子内存是量子计算机中不可或缺的组件。量子计算机是建基于量子力学规律的新一代数据处理器,不但能克服传统计算机的限制,其强大计算能力更有望拓阔基本科学的界限,譬如协助研发新药物、破解天文学谜思,或开发更准确的预测系统与优化计划等。有别于传统计算机的计算单位「比特」(bits),量子计算机以「量子比特」(qubits)进行计算,每个单位可同时并行处理0和1,原则上可较传统计算机更快及能处理更复杂的运算。

光子量子内存可以储存并读取飞行单光子的量子态。但要制备高效能的量子内存,至今仍旧是一个重大的挑战,因为这需要一个高效的光子-物质的量子接口。此外,由于单一光子的能量非常微弱,极容易被杂乱的背景光所盖过。因此量子内存的效能长期被局限于百分之五十以下 - 低于可让量子内存作实际应用的门坎数值。

如今,由科大物理学系及蒙民伟纳米科技研究所杜胜望教授、科大博士毕业生及现任华师教授张善超、前科大博士后及现任华师教授颜辉、以及来自华师与南京大学的朱诗亮教授所带领的研究团队,首次突破瓶颈,将单光子量子内存的效能提升至85%以上、保真度超过99%。

团队利用激光和磁场将数以亿计的铷原子捕捉到一个毛发状的窄小空间之中,并将这些原子冷却至接近绝对零度(约0.00001 K),从而创造了一个量子内存。团队还巧妙地将单个光子与光学噪音区分开来。是次研究成果使量子计算机『大众化』这梦想迈前一步。这种量子内存还可被用作量子网络的中继器,为新一代量子互联网奠定基础。

杜教授表示:「在这项研究中,我们将量子比特编码到单个飞行光子的偏振态上,并将之储存到利用激光冷却了的原子团中。虽然是次实验只展示了对单一量子比特的储存操作,但此发现却为未来的量子技术与工程带来新的可能。」

有关研究结果近日成为权威期刊《自然光子学》的封面故事。这也是杜教授所领导的原子和量子光学实验室,自2011年起所开展一系列量子储存研究中的最新成果。

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香港科技大学(www.ust.hk)是国际知名的研究型大学,其科学、工程、商业管理及人文社会科学领域,均臻达世界一流水平。科大校园国际化,提供全人教育及跨学科研究,培育具国际视野、创业精神及创新思维的优秀人才。科大的研究于香港的大学教育资助委员会「2014研究评审工作」获得最多「世界领先」评级,亦于最新的《泰晤士高等教育全球年轻大学排名榜2018》中排行第一,而科大的毕业生在2018年度的全球大学就业能力调查排名第16位,位列大中华院校之首。

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科大理学院与创新工场签署合作备忘录成立计算器感知与智能控制实验室 推进人工智能的研发及应用

香港科技大学(科大)理学院与创新工场签署合作备忘录,成立计算器感知与智能控制实验室。科大数学系教授张潼将带领新实验室的研究工作,范畴包括机器学习的理论与算法,以及可应用于自动化系统的人工智能技术等。

 

是次商校合作有望将科研和产业结合,为人工智能的研究带来丰硕及具影响力的成果。实验室将从业界实例中发掘合适的研究题目,把研究成果应用于产业之中。

 

签署仪式于2019320日举行。创新工场董事长兼首席执行官李开复博士、创新工场人工智能工程院执行院长王咏刚先生、科大校长史维教授、科大理学院院长汪扬教授、科大数学系张潼教授等双方高层人员聚首交流,前瞻人工智能的未来发展。

 

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科大研究团队发现7,000多个新海洋微生物种 刷新人类对海洋微生物多样性认知

香港科技大学(科大)一批海洋科学家近日发现逾7,000个全新海洋微生物物种,当中包括一种首次于海洋中被发现、拥有最新基因编辑系统CRISPR的天然药用产物酸杆菌门(Acidobacteria),不但刷新了人类对海洋微生物多样性的认知,更为研发新型药物带来希望。

研究团队由科大海洋科学系署理主任兼捷成David von Hansemann理学讲座教授钱培元带领。透过原位培养生物膜的研究方式,科大与沙特阿卜杜拉国王科技大学、美国乔治亚大学和澳洲昆士兰大学的研究人员合作,于全球各地包括太平洋、大西洋、印度洋等水域取样,历时八年,最终发现了超过7,000多个全新海洋微生物物种以及10个新微生物门类,打破科学界目前认为只有80门共35,000[1]多个海洋微生物物种的论断,大大提升人类对海洋微生物的认知。

其中今次研究所发现的新型海洋酸杆菌门,过往只曾在陆地土壤中被发现。酸杆菌门因拥有大量化合物合成基因簇,可用作对抗肿瘤及制造新型抗生素药物,一直备受关注。今次于海洋中发现的酸杆菌门,不但拥有跟其陆地类别的相同性能,更具备当下热门的CRISPR基因编辑系统,是海洋微生物中首例。研究结果已于国际权威科学期刊《自然—通讯》中发表。

钱教授表示:「今次大量新海洋微生物物种的发现,不仅提升了人类对海洋微生物多样化的认知;更重要的是,这些新发现物种各具功能,为进一步了解生命、以至帮助人类对抗疾病提供新的线索。」

CRISPR是存在于细菌内的基因组,主要从大肠杆菌中提取,不但能用作对抗外來质体或噬菌体,更富有基因编辑功能,目前正被广泛应用到工农业及医药基因工程研究,包括改编如大豆、玉米、水稻等农作物的基因,增强它们对环境污染及天灾的抗疫力,以提高产量。

硏究团队中的张伟鹏博士指,目前陆上细菌中的CRISPR系统存有脱靶等缺点,今次团队发现一个新的CRISPR系统源头,将有助引发新一轮研究,为开发更精准的基因编辑技术带来希望。他补充谓,酸杆菌门只是今次众多被发现的新微生物品种之一,随着更深入的研究,相信未来会有更多科研成果出现。

钱培元教授是生物膜方面的专家,以生物膜如何影响海洋底栖动物寻觅栖息地的重大发现,获中国国务院颁发2016年度国家自然科学二等奖。

有关详情,请浏览视频:https://youtu.be/wmDZPXe_RuU

[1]门是微生物分类单位之一,大于物种,已知共有100个。科学界对海洋微生物最具权威的认知来自由多国科学家组成的特拉海洋研究计划(Tara Oceans),该研究表示海洋中微生物有35,000个物种。

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全新跨学科课程——金融科技理学硕士

数码科技的急速发展有助推动创新产业及优化企业流程,包括金融服务业的变革。为迎接未来金融服务业的发展,培养更多相关专才和企业家,香港科技大学三个学院结合彼此优势,开办全新的金融科技理学硕士课程。

 

香港要保持全球金融中心的地位,其传统及新兴企业都必须紧贴金融科技领域的发展趋势,如缺乏具备所需新技能的人才(特别是跨学科),根本无法实现这目标。有见及此,香港科技大学工商管理学院(商学院)、工学院及理学院携手合作,将于2019-20学年起推出全新课程。

三位院长喜见各学院能发挥所长,合办新课程为学生迎接未来新机遇作好准备。
 
「课程融合了理学院的统计和数据分析知识、工学院的人工智能和机器学习专长,以及工商管理学院的财务和管理知识,务求让学生掌握跨学科技能,适应新兴的数码经济时代。」理学院院长汪扬教授说。
 
工学院院长郑光廷教授对此表示赞同,他指出:「市场需要具备商业知识、编程和数据分析能力,以及人工智能等工程专业知识的人才,这正是金融科技理学硕士课程培养学生的目标。」
 
工商管理学院院长谭嘉因教授补充,鉴于科技发展日新月异,加上新开发的创新产品和服务投入应用,课程会密切留意商界现实情况的种种变化。
 
「我们会在课程和考核学生的过程中加入实际案例及小组工作,让他们学以致用。」他表示:「还会邀请业内专家演讲,分享行业经验,帮助学生了解行业的最新动态。」
 
职业平台
 
新科技及创新意念为传统的业务经营方式带来冲击,金融行业不少公司都在物色熟悉金融科技的人才,协助设计新的或调整现有的产品和服务,以方便客户使用并降低成本。
 
此外,许多知名的专业团体亦积极将金融科技的专业知识纳入课程中,例如特许金融分析师协会已将大数据和数据分析纳入2019年的考试范围内。
 
为满足这些需求,金融科技理学硕士课程揉合科大三所学院所开设的一系列核心和选修课程。核心课程涵盖各项必备的知识领域,包括企业融资、投资分析、金融科技监管与合规、金融科技人工智能、区块链、数据分析、金融数据挖掘和基础金融科技。
 
校方将在各学年开始时公布选修课程,当中的一些例子包括:加密货币、区块链及其商业应用、金融科技:算法交易、金融科技优化、统计机器学习等。
 
课程还会为炙手可热的准毕业生提供实际支持,谭教授表示:「我们就业服务团队会为学生举办面试技巧工作坊、提供职涯规划指导和就业辅导等,还会安排实习机会。」
 
他还补充说,课程所教授的其他技能,目的是帮助学生在完成学业后亦能一直紧贴金融科技的发展步伐。
 
「大学必须向学生传授最新的知识,同时教晓他们终身学习所需具备的软技能,使学生能够适应这个发展急速、瞬息万变的行业,并且不断吸收新知识。」他解释。
 
修读课程
 
课程提供一年全日制和两年兼读制两种学习模式选择。目前,课程已开展世界各地的招生程序,第一届计划招收40名学生,预期往后的招生人数会持续上升。
 
学费为港币300,000元,校方将视乎个别情况,向表现突出且学业成绩优异的申请人颁发奖学金。
 
全日制与兼读制课程对申请人的背景要求有所不同,但所有申请人一律应持有获认可机构颁发的学士学位(学科不限)或经核准的同等资格,曾修读编程和数学者获优先考虑。
 
选修全日制课程的学生一般是应届毕业生或工作经验较少者,而兼读制学生一般是毕业后至少具备一年工作经验的在职人士。

 

如欲了解更多课程资料,请浏览:
http://www.mscfintech.ust.hk/

 

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科大联合香港盘古生物制药公司研发肺病新药物

归功于香港科技大学(科大)研究人员重要的转化科学工作和早期发现

将此成功合作模式继续用于研发细胞外tRNA合成酶创新药物的重大机遇

美国圣地亚哥和香港 – 2019年1月17日 – aTyr Pharma公司(纳斯达克股票代码:LIFE)是一家生物制药公司,致力于新型免疫途径基础上发现和开发创新药物。今天发布其香港子公司 – 盘古生物制药(盘古)和香港科技大学(科大)合作研发了aTyr Pharma的主要临床候选药物ATYR1923,目前正在开展肺结节病患者的1b / 2a期临床试验。在联合新闻发布会上,aTyr Pharma公司管理层与科大发布双方研究人员开创性基础和转化研究结果,即发现tRNA合成酶的细胞外讯号功能。

科大研究人员在盘古支持下,发现了组氨酰tRNA合成酶(HARS)的剪接变体。这变体从全长tRNA合成酶中释放出较小的、具有生物活性的免疫调节(iMod)结构域,并已被证明能调节免疫系统功能。ATYR1923是融合蛋白,由iMod结构域与人抗体的恒定区融合而成。到目前为止,科大研究团队已发现200多种已具专利的新型tRNA合成酶蛋白,并发表了六篇科研论文,在国际知名的同行评审科学期刊上详细表述了他们的研究成果。

aTyr Pharma公司总裁兼首席执行官兼董事Sanjay Shukla博士说:「我们正致力推动我们的主要候选药物ATYR1923通过临床开发,以用于治疗肺结节病的患者。肺结节病是一种纤维化肺病,没有已知的治愈方法。而全球患者人数日增,令治疗益发迫切。我们非常感谢科大科研人员所作出的努力,使这个重大的里程碑成为可能。」

科大生命科学部讲座教授、嘉里理学教授兼盘古合作项目统筹张明杰教授说:「盘古与科大的合作持续产出重大研发成果,证明香港的科学转化和早期药物研发的卓越能力,能在开发改变生命的新疗法方面,发挥重要作用。」

aTyr Pharma联合创始人兼董事、科大高等研究院资深访问学人Paul SCHIMMEL教授说:「在aTyr Pharma和盘古/科大研究团队的共同努力下,我们大大增强了对tRNA合成酶生物功能的理解。这种潜力巨大的成功合作模式将应用于后续的药物研发项目。我们有300多项已发布或正在申请的专利,其中涵盖多个新型tRNA合成酶蛋白,包括具有生物活性的天然变体和经蛋白工程改造的变体。它们大多尚未被深度开发,每一种都有望被用于研发创新性药物,以治疗多种疾病。」

关于ATYR1923
aTyr Pharma正在研发ATYR1923作为间质性肺病患者的潜在治疗药物。ATYR1923是一种融合蛋白,由组氨酰tRNA合成酶(HARS)的免疫调节结构域融合人抗体恒定区而成,是Neuropilin-2受体蛋白的选择性调节剂,可下调炎症性疾病的先天性和适应性免疫反应。aTyr Pharma在2018年第四季度开始了一项临床1b / 2a期试验,评估ATYR1923对肺结节病患者的作用。该临床试验包括多个递增剂量、安慰剂对照,并首次于患者中进行,以评估多剂量ATYR1923的安全性、耐受性、减少类固醇用量的效果、免疫原性和药代动力学。aTyr正与结节病研究基金会(FSR)合作进行1b / 2a期临床试验。该基金会是美国领先的非牟利组织,致力于寻找结节病的治疗方法和改善结节病患者的护理。根据合作条款,FSR将协助成立临床试验点,并为患者进行登记。

关于肺结节病
结节病是一种炎症性疾病,其特征为于体内一个或多个器官中形成肉芽肿、炎性细胞团块。结节病影响所有年龄层,但通常于50岁之前出现,发病高峰期为20至39岁。这种疾病通常始于肺部、皮肤或淋巴结,但几乎可以影响任何器官。肺部的结节病称为肺结节病,90%或更多的结节病患者肺部会出现炎症。肺结节病是间质性肺病(ILD)的主要类型,是一种免疫介导疾病,会引起肺组织纤维化。其患病率有不同的估算, aTyr Pharma估计美国约有二十万名肺结节病患者。肺结节病分良性、自限性及慢性,是种会令人衰弱并最终引致死亡的疾病。

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关于aTyr Pharma
aTyr Pharma是一家生物制药公司,致力于发现和开发基于新型免疫途径的创新药物。aTyr Pharma的研究和开发工作集中在新发现的生物学领域,即tRNA合成酶的细胞外功能。aTyr Pharma建立了一组全球知识产权,针对源自20个tRNA合成酶基因的潜在蛋白质药物。aTyr Pharma专注于Resokine生物途径的药物研发,其由来自组氨酰tRNA合成酶基因家族的细胞外蛋白组成。ATYR1923是一种临床试验阶段的候选创新药物,可与Neuropilin-2受体蛋白结合,旨在调节间质性肺病和其他免疫介导疾病的免疫平衡。有关更多信息,请访问http://www.atyrpharma.com.

联系方式:

aTyr Pharma, Inc.
Joyce Allaire
常务董事, LifeSci顾问, LLC
电邮﹕jallaire@lifesciadvisors.com

香港科技大学
谈家诚
经理(公共及新闻事务)
电邮﹕johnnytam@ust.hk

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新研究中心成立助脑退化患者

香港科技大学(科大)与哈佛大学医学院的教学医院波士顿儿童医院(哈佛)、史丹福大学医学院的保罗·F·格伦衰老生物学中心(史丹福)及伦敦大学学院(UCL)今日签署具有里程碑意义的合作备忘录,就前沿转化神经科学研究展开合作。香港特别行政区行政长官林郑月娥女士、科大校董会主席廖长城先生、科大校长史维教授、创新及科技局局长杨伟雄先生,以及外交代表包括英国驻港总领事贺恩德先生等亲临见证签署仪式。

这份合作备忘录标志着四大知名院校迈向重要战略性合作的第一步,共同展开前沿创新的转化神经科学研究。四所院校决定成立「神经退行性疾病研究中心」(中心),并联合申请Health@InnoHK创新平台项目。中心将为科大、哈佛、史丹福和UCL的科学家构建一个协同创新平台,整合各方优势,开展跨学科的、具重大社会影响的研究。

香港特别行政区行政长官林郑月娥女士表示﹕「是次合作汇聚四所全球三大洲最顶尖的大学,在共同促进香港医学研究上立下一个重要的里程碑。我希望四所院校能结合其科学家及研究人员的专业知识与热诚,为神经退化性疾病的诊治带来重大进展。」

科大校董会主席廖长城先生对特区政府大力推动科研的决心表示感谢,他说:「政府投入大量资金和精力,为香港的创科发展营造有利环境。作为一所世界级的研究型大学,科大很荣幸、亦有责任为顶尖的科研人员搭建平台,为本港健康卫生领域作出贡献。我期待中心在不久的将来能取得重大突破性成果。」

科大校长史维教授表示:「是次合作无疑将推动神经退行性疾病机制及其诊疗方法的研究,这对于我们应对全球面临的人口老龄化问题至关重要。」

中心将主要集中研究阿尔兹海默症﹕一种最常见的神经退化性疾病,是导致老年人死亡的十大原因之一。这种不治之症正影响全球近4700万人口。现时全球面临人口老化危机,预期患者数量未来将急速增加,至2050年将达1.3亿。阿尔兹海默症不但对患者及其家人带来沉重的经济和精神负担,而且对医护成本及生产力亦构成重大压力,给社会经济带来严重损失。香港作为全球最长寿的地区之一,预计至2050年有39%的人口将达65岁或以上,也必将面临阿尔兹海默症带来的冲击。

领导是次计划的科大副校长(研究及发展)叶玉如教授表示:「阿尔兹海默症是现代社会面临的主要健康危机之一,但我们对此疾病了解有限,也严重制约了诊断及治疗方法的发展。Health@InnoHK提供了一个理想平台,汇集有关领域的顶尖人才,促进我们对这种毁灭性疾病的了解。」

中心将会启动三个主要的研究计划,目标是发现能用于疾病监测和发展治疗策略的生物标志物,并鉴定用于药物研发的靶点。透过建立最先进的技术流程、平台与模式,这个跨院校的团队期望能通过对疾病机制的探索来推动转化研究,发展更优化的早期诊断和治疗方法。

为进一步拓展这一计划的视野,团队亦邀请东京大学的研究人员进行研究。此外,中心亦会与来自伊利沙伯医院、威尔斯亲王医院和基督教灵实协会的本地临床医生紧密合作,建立本地的患者数据库,推动个体化医疗的发展。

中心亦将为年轻科学家提供宝贵的培训和学习机会,为在港建立一个研究神经退行性疾病科研枢纽的长远目标奠定基础。

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香港科技大学研究人员发现基因突变机制 为致命脑癌患者带来新治疗线索

由香港科技大学(科大)与北京天坛医院组成的研究团队,近日发现一种罕见的致命脑癌「继发性胶质母细胞瘤(sGBM)」的突变机制,了解到该癌肿瘤是如何由严重性较低的肿瘤演变成致命的sGBM。这项突破性的发现为对化疗无效的脑癌患者带来新希望。

于医院管理局每年录得的200宗恶性脑肿瘤新症当中,约四分一为「低级别神经胶质瘤(LGG)肿瘤」。这些生长于脊柱或大脑神经细胞附近的异变细胞,最终会演化成今日所知、恶性脑肿瘤中最「毒」的sGBM。虽然sGBM可经手术切除或透过口服化疗药物替莫唑胺(TMZ)治疗,但绝大部分都会再出现突变,使患者病情复发,死亡率接近百分之一百。由LGG肿瘤演变成sGBM肿瘤的基因特征和进化机制一直未明。

直至现在,由科大生命科学部化学及生物工程学系助理教授王吉光领导的研究团队,发现MET基因中 METex14这一节,乃引致上述肿瘤进化过程的一大「罪魁祸首」。团队以特别设计的运算模型,分析并整合188个sGBM病人的基因组数据,当中包括由中国内地及南韩病人收集得来的新样本,发现约14%的患者样本于MET这个基因出现了突变。

科大的合作伙伴-北京市神经外科研究所兼北京天坛医院江涛教授及其团队,参考这个发现后,识别出一种名为PLB-1001的药物分子,这个分子能渗透大脑用作防御的「血脑屏障」(即一种在中枢神经系统中负责分离血液循环和细胞外液的生理结构)而直达脑内肿瘤。PLB-1001能标靶sGBM肿瘤,并追击肿瘤进一步的突变,成效显著。

在18名参与PLB-1001临床试验的晚期癌症患者中,部分对该药物有正面反应。患者在北京天坛医院接受每天约50至300毫克的药物治疗后,其中二人的肿瘤明显缩小达十二周,患者其间症状得以舒缓,药物亦未有呈现明显的副作用。

科大的王吉光教授说:「PLB-1001还需要更多研究,譬如它是否能与其他药物合用,以达成更有效和持续的效果。但这次临床试验结果对于进一步了解sGBM的治疗非常重要。建立癌症进化运算模型有助预测癌细胞的行为和设计优先治疗方案,而精准的癌症治疗药物可为病人制订个人化的治疗方法,不过突变会令癌病不断变化,为精准治疗的过程带来不少变数。作为最难医治的癌症之一,我们正努力为sGBM寻找更好的治疗方案。」

是次硏究的结果已于2018年11月29日发表在顶级科学期刊《细胞》中。这篇文章是从2016年开始王吉光教授在胶质母细胞瘤领域发表的第四篇顶级期刊论文,其他三篇分别发表在2016年、2017年和2018年的《自然 遗传学》上。

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University Development |
科大理学院获思彼思捐款一百万元进行数据科学研究

香港科技大学(科大)与思彼思商业运营(集团)有限公司(思彼思)签订捐款协议。思彼思承诺向科大捐款一百万港元,支持科大理学院关于数据科学的研究。

思彼思是一家提供全方位商业地产服务的国内企业,除了提供规划、营运、投资等一条龙服务外,亦紧随市场趋势,将文化、艺术及科技应用在商业地产项目上。

思彼思期望在结合数据科学与医疗科学知识之下,有关研究能有助提高大众的健康水平。科大初步计划透过捐款筹建一所健康数据分析实验室,并由科大强大的研究团队支持有关的研究工作。该实验室亦会作为培训年轻研究员的平台。

科大理学院院长汪扬教授与思彼思总裁黄绍忠先生于20181119日签署捐款协议,并由思彼思及科大代表见证签署仪式。

 

University Development |
科大理学院获FOGA TECH LIMITED 捐款二百万元发展金融科技

香港科技大学(科大)与Foga Tech Limited (Foga Tech)签订捐款协议。Foga Tech承诺向科大捐款二百万港元,支持研究生及博士后研究人员在金融科技及区块链方面的研究及培训工作。

 

Foga Tech是香港上市公司云游控股有限公司的附属公司。云游控股为中国领先的移动游戏及网页游戏公司,现正大力发展金融科技业务。

 

科大理学院初步计划透过Foga Tech的捐款,筹建一所与金融科技及加密技术相关的实验室。双方期待透过相互合作,推动金融科技的发展,同时协助科大学生把握先机,抓紧行业发展的势头。

 

科大理学院院长汪扬教授与云游控股主席汪东风先生于2018118日签署协议,并由云游控股及科大的代表见证签署仪式。

 

STEM Education |
科大加强推广STEM教育 推出一站式STEM@HKUST平台

为加强推广香港的科学、科技、工程及数学(STEM)教育,香港科技大学(科大)最近于教职员、同学与校友的支持下,推出一个全新互动平台,致力激发初中学生对STEM的好奇心,并支持本地教师教授与STEM相关的学科。

为什么不同酸碱度会导致pH试纸出现不同颜色?在某人大脑中植入化学物质,是否就能令对方爱上你?由科大资优教育发展中心总监周敬流教授及工学院环球社会中心总监胡锦添教授共同创立的STEM@HKUST平台 (https://stem.ust.hk/) ,不仅提供不同的学习信息鼓励青少年以科学头脑解决日常生活问题,更有教学资源协助老师教导学生具备批判思维及解难能力等STEM背后的真正精神。

周敬流教授表示:「在学校教授STEM,一般被视为只按教科书上一个接一个的科技课题讲授,或透过参与课外活动实践课堂上学到的知识。然而,STEM教育的精髓在于建立同学懂得观察、有系统地分析事物、评估事物的真确性,以及透过实证辨识可行方案的思维。时至今日,知识的广度势不可挡,只有学到这种思维模式的人,才能超越知识,在日常生活中把STEM的精神发挥到极致。」

STEM@HKUST不只是一个提供与STEM相关活动和比赛的一站式信息平台,当中更载有由科大教授和学生制作、以生动活泼形式讲解不同科学难题及与生活息息相关的短片。平台亦欢迎师生查询与提供意见,包括学生有兴趣观看的科学实验短片,以及教师于STEM教育上所面对的问题等等。

除此之外,团队亦正筹备推出师友计划,安排对STEM教学有兴趣的科大本科生,实地观察由科大教师校友所讲授的STEM课堂,从中学习课堂筹划与授课技巧,并跟教师校友一起建立与中学课程相关的STEM教材。

科大一向积极推广STEM教育。大学的鹏程青年工程师学苑,便定期举办工作坊及暑期课程予中小学生参加,内容横跨电动车、金融工程和Facebook对话机械人等;优才增益课程则提供机会予富潜质的同学发挥才能。由科大工学院环球社会中心所举办,深具标志性的水底机械人大赛,亦邀请包括弱势及有特殊教育需要(SEN)的同学参与,并作出培训,以提升他们的信心及对STEM的兴趣。

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Research and Innovation |
香港科技大学硏究团队重构神经突触的关键组件 揭示其形成及调节机制 为精神障碍的诊断及早期治疗带来希望

香港科技大学(科大)生命科学部嘉里理学教授张明杰领导的硏究团队最近通过一种全新的生物化学重构方法,揭示突触后致密区(PSD)的蛋白质在处理及传递大脑神经讯号时的调控机制,或能为今后自闭症、精神分裂症等精神障碍的早期诊断及治疗提供帮助。

突触是促成神经细胞之间讯号传递的基本结构,对于神经细胞的功能至关重要。突触的形成及对不同刺激的正确反应是大脑行使其正常功能的基础。但目前科学界对突触的形成及调控机制所知甚少,这是因为大脑中虽然有海量的突触,却很难找到两个完全相同的突触—意味着没有重复出现的突触结构可供科学硏究。

在最近发表的该项硏究中,科大的研究团队于体外系统中(在溶液中及在双层膜结构上)成功重构出关键的神经突触组件—突触后致密区蛋白结构。该人工重构的组件重现了神经元突触后致密区的典型结构和功能特征。在此基础上,科大科硏人员揭示了突触后致密区蛋白质分子之间高度动态的相互作用。其硏究结果显示,神经细胞中高度致密的突触后致密区或能通过蛋白质分子的自发组装而形成,并能在维持稳定结构的同时进行高度动态的分子交换。

此学术硏究文章的共同作者、张明杰教授硏究团队的博士后硏究员曾梦龙博士表示:「突触后致密区对神经细胞的功能至关重要。我们的生化重构方法建立了一个全新的分子平台,为了解神经细胞以突触为单位的区室化运作机制提供了可能的答案。」

张教授补充:「从此项生化重构硏究中所获得的信息,再结合基于神经细胞的实验,将为我们了解突触后致密区的蛋白质在突触形成及运作中所扮演的角色带来重要帮助。虽然这个重构的组件较真实的神经突触仍相对简单,但这种生化成分清晰并便于操纵的硏究系统将为科学界提供一个有用的平台以及全新的范例,将会有力地推动对兴奋性神经突触的形成及调节机制的硏究,也将有助于阐明一系列因突触蛋白编码基因突变引起的脑疾病的病理机制,最终或可以帮助精神障碍的早期诊断及治疗。」

是次硏究的成果是张教授硏究团队一系列基础脑神经科学硏究中的最新发现,其前期相关工作已于2016年8月25日发表在顶级科学期刊《细胞》中。是次工作是继2016年成果后的又一重大突破,已发表于2018年8月2日出版的《细胞》期刊中。是项硏究获得科大物理学系主任童彭尔教授的研究团队的协助,测定突触后致密区蛋白结构于浓缩相中的物料性质。

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香港科技大学(www.ust.hk)是国际知名的研究型大学,其科学、工程、商业管理及人文社会科学领域,均臻达世界一流水平。科大校园国际化,提供全人教育及跨学科研究,培育具国际视野、创业精神及创新思维的优秀人才。科大的研究于香港的大学教育资助委员会「2014研究评审工作」获得最多「世界领先」评级,亦于最新的《泰晤士高等教育全球年轻大学排名榜2018》中排行第一,而科大的毕业生在2017年度的全球大学就业能力调查排名第12位,位列大中华院校之首。

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Research and Innovation |
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。

本项研究,以长文形式于2018年7月4日在权威科学期刊《自然》(Nature)发表。值得一提的是,自2015年起,科大与北大这个合作团队,已先后解析了真核生物DNA复制解旋酶双六聚体复合物的3.8-Å的冷冻电镜结构(Nature,2015),以及解旋酶前体Mcm2-7六聚体和Cdt1-Mcm2-7七聚体复合物的结构(Nat Struct & Mol Biol, 2017)。

戴碧瓘教授就DNA复制机制的研究,始于她在康奈尔大学担任助理教授时建立的实验室。她其后于1984年率先发现及命名MCM2-7基因,以及证明这些基因在 DNA复制过程中所发挥的关键作用。而翟元梁教授在加入香港大学生物科学学院之前,曾任职于戴教授在科大的研究团队,也是科大生命科学部研究助理教授和科大赛马会高等研究院青年学人。本次《自然》研究论文的共同作者,包括科大生命科学部的博士后研究员林伟熙博士以及科大生命科学部研究助理教授暨科大赛马会高等研究院青年学人赵永倩博士。

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