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港大發現首個「張力感應」DNA切割酶ANKLE1 突破研究登《自然》或有助癌症治療

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港大發現首個「張力感應」DNA切割酶ANKLE1 突破研究登《自然》或有助癌症治療
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港大發現首個「張力感應」DNA切割酶ANKLE1 突破研究登《自然》或有助癌症治療

2025年12月09日 18:24 最後更新:18:24

由香港大學(港大)領導的國際團隊取得突破性發現,首次在哺乳動物中發現及證實一種名為ANKLE1的人類蛋白質,能夠感應並回應DNA物理張力的DNA切割酶(核酸酶)。這種「張力感應」機制在細胞分裂過程中維持遺傳物質完整性至關重要;該機制失常可能導致癌症等嚴重疾病。

這項研究結果已經發表在《自然-通訊(Nature Communications)》,象徵着科學家在理解細胞保護自身DNA機制方面的重大進展。研究由港大生物科學學院陳英偉教授團隊與深圳灣實驗室(Shenzhen Bay Laboratory, SZBL)Artem Efremov博士團隊跨領域合作完成;並獲香港科技大學及倫敦弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute in London)的科學家參與。

DNA承受壓力:細胞分裂過程中的隱藏危機

每當細胞分裂時,DNA都要被精準複製並平均分配到兩個新細胞。然而,此過程並非每次都能順利進行——有時DNA會纏結,形成「染色質橋」——這些DNA絲狀結構在細胞分裂過程中連接着兩個新細胞,並承受着強烈的物理張力。若這些橋梁以不受控制的方式斷裂,便可能引發嚴重的基因錯誤,導致癌症或免疫疾病。

研究通訊作者陳英偉教授解釋:「可以把細胞分裂時出現的染色質橋想像成被拉緊的繩索。如果它們突然斷裂,便會對基因組造成嚴重損害,導致突變和不穩定。」在此之前,科學家尚未完全了解細胞如何能在不造成災難性損害的情況下,安全解決這些承受張力的DNA橋。

港大與深圳灣實驗室科學家發現首個具「張力感應」的人類DNA切割酶
  揭示細胞預防遺傳疾病的新機制

港大與深圳灣實驗室科學家發現首個具「張力感應」的人類DNA切割酶 揭示細胞預防遺傳疾病的新機制

ANKLE1:基因組首個「張力感應」DNA切割酶

研究揭示,原本已知與DNA修復相關的蛋白質ANKLE1,其實在細胞分裂過程中扮演着一種具「張力感應」的核酸酶。研究團隊運用先進的單分子實驗技術——以微型磁鉗操控單條DNA分子——發現ANKLE1能夠「感受」DNA的拉伸或扭曲,並只會切割處於張力或超螺旋(扭曲)狀態的DNA,就如同被過度拉緊的染色質橋一樣。這種精確性機制防止了DNA隨機斷裂,維持基因組穩定。

共同通訊作者、生物物理學專家Efremov博士表示:「我們的研究顯示,ANKLE1就像一把智能剪刀,只會在必要時——當DNA受拉伸、處於危險之際才會進行切割。這是一種細胞感應並回應基因物理壓力的全新機制。」

團隊結合傳統生物學與尖端生物物理技術,對DNA分子施加精確力量,並實時觀察ANKLE1的活性。陳英偉教授補充說:「這項研究的成功,全賴多學科專業的結合。通過物理學的方法,我們得以觀察ANKLE1如何回應DNA的物理狀態,這是傳統生物學手段難以捕捉的現象。」

基因組穩定性與癌症治療新啟示

該發現大幅推進對細胞在物理張力下維持遺傳物質穩定性的理解。研究揭示ANKLE1作為張力感應型DNA切割酶的角色,為細胞如何防止危險的DNA斷裂、從而避免癌症和其他疾病提供了關鍵線索。

研究亦指出,抑制ANKLE1可能令基因組不穩定的癌細胞進一步失衡,因此抑制ANKLE1可能會讓癌細胞更容易被現有的化療藥物殺死。ANKLE1有望成為癌症治療的新靶點,為利用腫瘤細胞弱點帶來新策略,同時加深對基因組維護機制的理解。

香港大學(港大)於2026年2月28日在港大張江基地舉行具身智能聯合實驗室戰略合作簽約儀式。港大分別與宇樹科技、諾亦騰機器人、強腦科技三家企業正式簽署合作協議,標誌著四方在具身智能領域產學研深度融合邁出了實質性步伐。

活動開場,宇樹科技Unitree G1人型機械人現場演示,這款搭載先進運動控制演算法的機械人展現出神入化的武術,呈現當前人型機械人全身運動控制的最高水準,為隨後的產學研合作交流奠定了生動的技術基調,也預示著智能計算從理論研究向實際應用轉化的廣闊前景。

共繪智能計算新藍圖

港大計算與數據科學學院總監、人工智能講座教授馬毅教授在致辭時指出,具身智能聯合實驗室的成立旨在將「具身智能與人型機械人」從概念推向長期、系統的落地合作框架,將聚焦下一代白盒神經網絡架構、世界模型等核心方向,面向通用機械人等應用場景開展系統性研究。

馬毅教授強調:「要把螢幕後的智能走出螢幕,走向具身智能,與物理世界完成最後一毫米、一厘米的交流,這才是真正對物理世界產生影響的人工智能。」馬教授進一步指出,學術界的責任,除了培養人才,還有去定義未來,做更有挑戰的事情。他期待通過聯合實驗室建設,在人才培養、科研攻關和開放生態構建等方面協同發力,推動AI從跟跑到並跑,再到領跑的歷史性跨越。不僅要在數位空間持續突破,更要在物理世界開闢新賽道,真正定義未來人工智能與物理智能體的發展方向。

宇樹科技:從「能動」走向「能用」

宇樹科技是全球領先的四足及人形機械人企業,長期專注於高性能機械人本體及運動控制技術,堅持電機、減速器、控制器等核心部件自研,在具身智能工程化方面積累豐富經驗。活動現場,宇樹科技高級副總裁、上海子公司負責人李斌杰,圍繞具身智能與機械人應用作主題發言。他認為,具身智能正從「能動」走向「能用」,真正的競爭在於長期穩定性和完整工程閉環。

李斌杰表示:「希望把機器人生態打造成開放平台,融合高校研究與企業產業化,讓真實數據集和模型落地。」他期待與研究院在全身運控、靈巧操作、腦眼手協同、視覺導航及多步任務視覺語言模型(Vision Language Models, VLMs)自主決策等方向共建聯合實驗室,把港大的前沿演算法與宇樹的真實平台深度結合,並通過學術論壇、賽事和人才交流推動產學研協同創新。

諾亦騰機器人:感知與交互的無限可能

諾亦騰機器人聯合創辦人兼副總裁唐新民致辭時,圍繞具身智能數據生態建設發表主題演講。他明確其公司的核心定位:「不製造機器人,而是讓機器人更智能。數據已成為行業必不可少的基礎燃料,但在數據可對齊性、多模態採集品質控制等方面仍需突破。」

他強調,具身智能下一階段的競爭是生態工程能力的競爭,希望與港大共建可量化的基準(Benchmark),把數據基準和開源沉澱為行業共同資產。基於這一理念,雙方將圍繞三個核心方向深度合作:在真實機器平台上驗證演算法,讓智能來自工程實踐;打通「數據—訓練—評測」功能管線,充分發揮諾亦騰機器人在數據採集方面的技術優勢;共建標準數據集與基準,通過挑戰賽推動技術進步與收斂。

強腦科技:聚焦高自由度靈巧手與腦眼手協同

強腦科技具身智能業務負責人張知閣則重點介紹了面向高自由度(20+)靈巧手的「腦—眼—手」協同方案。她強調,手是智能與物理世界交互的最終執行者,既是大腦意圖的延伸,也是感知環境的入口。若執行末端缺乏靈活性和回饋能力,具身智能就難以真正落地。

張知閣期待依托具身智能聯合實驗室平台,圍繞高自由度靈巧手軟硬體共研、腦眼手數據閉環、任務評測體系構建三條主線開展聯合研究,通過系統在真實任務中的持續迭代推動具身智能落地。

香港大學與宇樹科技、諾亦騰機器人及強腦科技簽署戰略合作協議,成立具身智能聯合實驗室

香港大學與宇樹科技、諾亦騰機器人及強腦科技簽署戰略合作協議,成立具身智能聯合實驗室

上海戰略佈局與合作展望

適逢115周年校慶之際,港大日前正式全面啟動上海戰略佈局,四大戰略基地將成為學術交流、技術創新及產業合作的重要平台,進一步鞏固港大作為全球教育與研究領先者的地位。

港大具身智能聯合實驗室將遵循「優勢互補、協同創新、資源共享、共同發展」的原則,聚焦智能計算與具身智能前沿領域,構建從基礎研究到產業應用的全鏈條轉化機制,推動前沿成果在智能機械人、人機交互、腦機介面等領域落地應用,讓智能計算技術真正惠及社會。

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