Research and Innovation |
科大物理學家助開創量子記憶體新紀錄 為實現量子電腦應用推進一步

香港科技大學(科大)及華南師範大學(華師)的研究團隊,創出光子量子記憶體新紀錄,為實現量子電腦應用推進一步。

正如傳統電腦中的記憶體,量子記憶體是量子電腦中不可或缺的組件。量子電腦是建基於量子力學規律的新一代數據處理器,不但能克服傳統電腦的限制,其強大計算能力更有望拓闊基本科學的界限,譬如協助研發新藥物、破解天文學謎思,或開發更準確的預測系統與優化計劃等。有別於傳統電腦的計算單位「比特」(bits),量子電腦以「量子比特」(qubits)進行計算,每個單位可同時並行處理0和1,原則上可較傳統電腦更快及能處理更複雜的運算。

光子量子記憶體可以儲存並讀取飛行單光子的量子態。但要製備高效能的量子記憶體,至今仍舊是一個重大的挑戰,因為這需要一個高效的光子-物質的量子接口。此外,由於單一光子的能量非常微弱,極容易被雜亂的背景光所蓋過。因此量子記憶體的效能長期被局限於百分之五十以下 - 低於可讓量子記憶體作實際應用的門檻數值。

如今,由科大物理學系及蒙民偉納米科技研究所杜勝望教授、科大博士畢業生及現任華師教授張善超、前科大博士後及現任華師教授顏輝、以及來自華師與南京大學的朱詩亮教授所帶領的研究團隊,首次突破瓶頸,將單光子量子記憶體的效能提升至85%以上、保真度超過99%。

團隊利用激光和磁場將數以億計的銣原子捕捉到一個毛髮狀的窄小空間之中,並將這些原子冷卻至接近絕對零度(約0.00001 K),從而創造了一個量子記憶體。團隊還巧妙地將單個光子與光學噪音區分開來。是次研究成果使量子電腦『大眾化』這夢想邁前一步。這種量子記憶體還可被用作量子網絡的中繼器,為新一代量子互聯網奠定基礎。

杜教授表示:「在這項研究中,我們將量子比特編碼到單個飛行光子的偏振態上,並將之儲存到利用激光冷卻了的原子團中。雖然是次實驗只展示了對單一量子比特的儲存操作,但此發現卻為未來的量子技術與工程帶來新的可能。」

有關研究結果近日成為權威期刊《自然光子學》的封面故事。這也是杜教授所領導的原子和量子光學實驗室,自2011年起所開展一系列量子儲存研究中的最新成果。

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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,均臻達世界一流水準。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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科大理學院與創新工場簽署合作備忘錄成立計算機感知與智能控制實驗室 推進人工智能的研發及應用

香港科技大學(科大)理學院與創新工場簽署合作備忘錄,成立計算機感知與智能控制實驗室。科大數學系教授張潼將帶領新實驗室的研究工作,範疇包括機器學習的理論與算法,以及可應用於自動化系統的人工智能技術等。

是次商校合作有望將科研和產業結合,為人工智能的研究帶來豐碩及具影響力的成果。實驗室將從業界實例中發掘合適的研究題目,把研究成果應用於產業之中。

簽署儀式於2019年3月20日舉行。創新工場董事長兼首席執行官李開復博士、創新工場人工智能工程院執行院長王咏剛先生、科大校長史維教授、科大理學院院長汪揚教授、科大數學系張潼教授等雙方高層人員聚首交流,前瞻人工智能的未來發展。

 

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科大研究團隊發現7,000多個新海洋微生物種 刷新人類對海洋微生物多樣性認知

香港科技大學(科大)一批海洋科學家近日發現逾7,000個全新海洋微生物物種,當中包括一種首次於海洋中被發現、擁有最新基因編輯系統CRISPR的天然藥用產物酸桿菌門(Acidobacteria),不但刷新了人類對海洋微生物多樣性的認知,更為研發新型藥物帶來希望。

研究團隊由科大海洋科學系署理主任兼捷成David von Hansemann理學講座教授錢培元帶領。透過原位培養生物膜的研究方式,科大與沙特阿卜杜拉國王科技大學、美國喬治亞大學和澳洲昆士蘭大學的研究人員合作,於全球各地包括太平洋、大西洋、印度洋等水域取樣,歷時八年,最終發現了超過7,000多個全新海洋微生物物種以及10個新微生物門類,打破科學界目前認為只有80門共35,000[1]多個海洋微生物物種的論斷,大大提升人類對海洋微生物的認知。

其中今次研究所發現的新型海洋酸桿菌門,過往只曾在陸地土壤中被發現。酸桿菌門因擁有大量化合物合成基因簇,可用作對抗腫瘤及製造新型抗生素藥物,一直備受關注。今次於海洋中發現的酸桿菌門,不但擁有跟其陸地類別的相同性能,更具備當下熱門的CRISPR基因編輯系統,是海洋微生物中首例。研究結果已於國際權威科學期刊《自然—通訊》中發表。

錢教授表示:「今次大量新海洋微生物物種的發現,不僅提升了人類對海洋微生物多樣化的認知;更重要的是,這些新發現物種各具功能,為進一步了解生命、以至幫助人類對抗疾病提供新的線索。」

CRISPR是存在於細菌內的基因組,主要從大腸桿菌中提取,不但能用作對抗外來質體或噬菌體,更富有基因編輯功能,目前正被廣泛應用到工農業及醫藥基因工程研究,包括改編如大豆、玉米、水稻等農作物的基因,增強它們對環境污染及天災的抗疫力,以提高產量。

硏究團隊中的張偉鵬博士指,目前陸上細菌中的CRISPR系統存有脫靶等缺點,今次團隊發現一個新的CRISPR系統源頭,將有助引發新一輪研究,為開發更精準的基因編輯技術帶來希望。他補充謂,酸桿菌門只是今次眾多被發現的新微生物品種之一,隨著更深入的研究,相信未來會有更多科研成果出現。

錢培元教授是生物膜方面的專家,以生物膜如何影響海洋底棲動物尋覓棲息地的重大發現,獲中國國務院頒發2016年度國家自然科學二等獎。

有關詳情,請瀏覽視頻:https://youtu.be/wmDZPXe_RuU

[1]門是微生物分類單位之一,大於物種,已知共有100個。科學界對海洋微生物最具權威的認知來自由多國科學家組成的特拉海洋研究計劃(Tara Oceans),該研究表示海洋中微生物有35,000個物種。

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全新跨學科課程——金融科技理學碩士

數碼科技的急速發展有助推動創新產業及優化企業流程,包括金融服務業的變革。為迎接未來金融服務業的發展,培養更多相關專才和企業家,香港科技大學三個學院結合彼此優勢,開辦全新的金融科技理學碩士課程。

 

香港要保持全球金融中心的地位,其傳統及新興企業都必須緊貼金融科技領域的發展趨勢,如缺乏具備所需新技能的人才(特別是跨學科),根本無法實現這目標。有見及此,香港科技大學工商管理學院(商學院)、工學院及理學院攜手合作,將於2019-20學年起推出全新課程。
 
三位院長喜見各學院能發揮所長,合辦新課程為學生迎接未來新機遇作好準備。
 
「課程融合了理學院的統計和數據分析知識、工學院的人工智能和機器學習專長,以及工商管理學院的財務和管理知識,務求讓學生掌握跨學科技能,適應新興的數碼經濟時代。」理學院院長汪揚教授說。
 
工學院院長鄭光廷教授對此表示贊同,他指出:「市場需要具備商業知識、編程和數據分析能力,以及人工智能等工程專業知識的人才,這正是金融科技理學碩士課程培養學生的目標。」
 
工商管理學院院長譚嘉因教授補充,鑑於科技發展日新月異,加上新開發的創新產品和服務投入應用,課程會密切留意商界現實情況的種種變化。
 
「我們會在課程和考核學生的過程中加入實際案例及小組工作,讓他們學以致用。」他表示:「還會邀請業內專家演講,分享行業經驗,幫助學生了解行業的最新動態。」
 
職業平台
 
新科技及創新意念為傳統的業務經營方式帶來衝擊,金融行業不少公司都在物色熟悉金融科技的人才,協助設計新的或調整現有的產品和服務,以方便客戶使用並降低成本。
 
此外,許多知名的專業團體亦積極將金融科技的專業知識納入課程中,例如特許金融分析師協會已將大數據和數據分析納入2019年的考試範圍內。
 
為滿足這些需求,金融科技理學碩士課程揉合科大三所學院所開設的一系列核心和選修課程。核心課程涵蓋各項必備的知識領域,包括企業融資、投資分析、金融科技監管與合規、金融科技人工智能、區塊鏈、數據分析、金融數據挖掘和基礎金融科技。
 
校方將在各學年開始時公佈選修課程,當中的一些例子包括:加密貨幣、區塊鏈及其商業應用、金融科技:算法交易、金融科技優化、統計機器學習等。
 
課程還會為炙手可熱的準畢業生提供實際支援,譚教授表示:「我們就業服務團隊會為學生舉辦面試技巧工作坊、提供職涯規劃指導和就業輔導等,還會安排實習機會。」
 
他還補充說,課程所教授的其他技能,目的是幫助學生在完成學業後亦能一直緊貼金融科技的發展步伐。
 
「大學必須向學生傳授最新的知識,同時教曉他們終身學習所需具備的軟技能,使學生能夠適應這個發展急速、瞬息萬變的行業,並且不斷吸收新知識。」他解釋。
 
修讀課程
 
課程提供一年全日制和兩年兼讀制兩種學習模式選擇。目前,課程已開展世界各地的招生程序,第一屆計劃招收40名學生,預期往後的招生人數會持續上升。
 
學費為港幣300,000元,校方將視乎個別情況,向表現突出且學業成績優異的申請人頒發獎學金。
 
全日制與兼讀制課程對申請人的背景要求有所不同,但所有申請人一律應持有獲認可機構頒發的學士學位(學科不限)或經核准的同等資格,曾修讀編程和數學者獲優先考慮。
 
選修全日制課程的學生一般是應屆畢業生或工作經驗較少者,而兼讀制學生一般是畢業後至少具備一年工作經驗的在職人士。
 
 
如欲了解更多課程資料,請瀏覽:
http://www.mscfintech.ust.hk/

 

Internationalization & Partnership |
科大聯合香港盤古生物製藥公司研發肺病新藥物

歸功於香港科技大學(科大)研究人員重要的轉化科學工作和早期發現

將此成功合作模式繼續用於研發細胞外tRNA合成酶創新藥物的重大機遇

美國聖地亞哥和香港 – 2019年1月17日 – aTyr Pharma公司(納斯達克股票代碼:LIFE)是一家生物製藥公司,致力於新型免疫途徑基礎上發現和開發創新藥物。今天發佈其香港子公司 – 盤古生物製藥(盤古)和香港科技大學(科大)合作研發了aTyr Pharma的主要臨床候選藥物ATYR1923,目前正在開展肺結節病患者的1b / 2a期臨床試驗。在聯合新聞發布會上,aTyr Pharma公司管理層與科大發佈雙方研究人員開創性基礎和轉化研究結果,即發現tRNA合成酶的細胞外訊號功能。

科大研究人員在盤古支持下,發現了組氨酰tRNA合成酶(HARS)的剪接變體。這變體從全長tRNA合成酶中釋放出較小的、具有生物活性的免疫調節(iMod)結構域,並已被證明能調節免疫系統功能。ATYR1923是融合蛋白,由iMod結構域與人抗體的恆定區融合而成。到目前為止,科大研究團隊已發現200多種已具專利的新型tRNA合成酶蛋白,並發表了六篇科研論文,在國際知名的同行評審科學期刊上詳細表述了他們的研究成果。

aTyr Pharma公司總裁兼首席執行官兼董事Sanjay Shukla博士說:「我們正致力推動我們的主要候選藥物ATYR1923通過臨床開發,以用於治療肺結節病的患者。肺結節病是一種纖維化肺病,沒有已知的治愈方法。而全球患者人數日增,令治療益發迫切。我們非常感謝科大科研人員所作出的努力,使這個重大的里程碑成為可能。」

科大生命科學部講座教授、嘉里理學教授兼盤古合作項目統籌張明傑教授說:「盤古與科大的合作持續產出重大研發成果,證明香港的科學轉化和早期藥物研發的卓越能力,能在開發改變生命的新療法方面,發揮重要作用。」

aTyr Pharma聯合創始人兼董事、科大高等研究院資深訪問學人Paul SCHIMMEL教授說:「在aTyr Pharma和盤古/科大研究團隊的共同努力下,我們大大增強了對tRNA合成酶生物功能的理解。這種潛力巨大的成功合作模式將應用於後續的藥物研發項目。我們有300多項已發布或正在申請的專利,其中涵蓋多個新型tRNA合成酶蛋白,包括具有生物活性的天然變體和經蛋白工程改造的變體。它們大多尚未被深度開發,每一種都有望被用於研發創新性藥物,以治療多種疾病。」

關於ATYR1923
aTyr Pharma正在研發ATYR1923作為間質性肺病患者的潛在治療藥物。ATYR1923是一種融合蛋白,由組氨酰tRNA合成酶(HARS)的免疫調節結構域融合人抗體恆定區而成,是Neuropilin-2受體蛋白的選擇性調節劑,可下調炎症性疾病的先天性和適應性免疫反應。aTyr Pharma在2018年第四季度開始了一項臨床1b / 2a期試驗,評估ATYR1923對肺結節病患者的作用。該臨床試驗包括多個遞增劑量、安慰劑對照,並首次於患者中進行,以評估多劑量ATYR1923的安全性、耐受性、減少類固醇用量的效果、免疫原性和藥代動力學。aTyr正與結節病研究基金會(FSR)合作進行1b / 2a期臨床試驗。該基金會是美國領先的非牟利組織,致力於尋找結節病的治療方法和改善結節病患者的護理。根據合作條款,FSR將協助成立臨床試驗點,並為患者進行登記。

關於肺結節病
結節病是一種炎症性疾病,其特徵為於體內一個或多個器官中形成肉芽腫、炎性細胞團塊。結節病影響所有年齡層,但通常於50歲之前出現,發病高峰期為20至39歲。這種疾病通常始於肺部、皮膚或淋巴結,但幾乎可以影響任何器官。肺部的結節病稱為肺結節病,90%或更多的結節病患者肺部會出現炎症。肺結節病是間質性肺病(ILD)的主要類型,是一種免疫介導疾病,會引起肺組織纖維化。其患病率有不同的估算, aTyr Pharma估計美國約有二十萬名肺結節病患者。肺結節病分良性、自限性及慢性,是種會令人衰弱並最終引致死亡的疾病。

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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,均臻達世界一流水準。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。

關於aTyr Pharma
aTyr Pharma是一家生物製藥公司,致力於發現和開發基於新型免疫途徑的創新藥物。aTyr Pharma的研究和開發工作集中在新發現的生物學領域,即tRNA合成酶的細胞外功能。aTyr Pharma建立了一組全球知識產權,針對源自20個tRNA合成酶基因的潛在蛋白質藥物。aTyr Pharma專注於Resokine生物途徑的藥物研發,其由來自組氨酰tRNA合成酶基因家族的細胞外蛋白組成。ATYR1923是一種臨床試驗階段的候選創新藥物,可與Neuropilin-2受體蛋白結合,旨在調節間質性肺病和其他免疫介導疾病的免疫平衡。有關更多信息,請訪問http://www.atyrpharma.com.

聯繫方式:

aTyr Pharma, Inc.
Joyce Allaire
常務董事, LifeSci顧問, LLC
電郵﹕jallaire@lifesciadvisors.com

香港科技大學
談家誠
經理(公共及新聞事務)
電郵﹕johnnytam@ust.hk

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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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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。

 

University Development |
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 Education |
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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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2017年度的全球大學就業能力調查排名第12位,位列大中華院校之首。

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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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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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