裘槎基金會今天（8日）舉行頒獎禮，頒發多個獎項以表揚學者卓越科研成就，最新公佈的「裘槎前瞻科研大獎2021」兩位學者，分別為港大及理大的學者獲得，每人可獲港幣500萬元科研基金，以作支持其研究項目之用。
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「裘槎前瞻科研大獎2021」得獎學者為理大應用生物及化學科技學系助理教授梁敬池，其研究為探索能充分發揮合成有機化學的內在潛力，以構建新的超分子結構、功能和層次系統。梁敬池的研究計劃主要分為兩個領域，分別為仿生軟體超分子驅動器，旨在開發高動態、可逆和生物相容性的軟體超分子驅動器，是對現有聚合物軟體驅動器的補充；及分層系統的可控超分子轉化，旨在控制超分子軟體材料和各種基底表面自組裝二維結構在不同層次上的超分子組裝和組織的可逆轉換。
理工大學。資料圖片
另外，另一名獲獎的學者為港大理學院化學系和合成化學國家重點實驗室助理教授何健，他與其團隊綜合運用有機化學、無機化學和材料科學等研究領域的專業知識和先進技術，成功研發數個高效的非均相銅催化劑，並運用於自由基偶聯反應的探索。目前催化劑的用量可降低至傳統均相催化劑的百分之一以下，這為實驗室小規模催化反應的工業化擴大應用創造了有利條件。在裘槎基金會的支持下，何博士的研究團隊將設計並合成一系列以金屬有機框架和納米團簇為基礎的新型非均相催化劑，以此解決有機合成和工業化應用中長期存在的諸多難題。
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頒獎禮同時頒授「裘槎優秀科研者獎」和「裘槎優秀醫學科研者獎」給2020和2021年得獎學者，「裘槎前瞻科研大獎」給2019和2020年得獎學者。
理大及港大兩名學者獲頒裘槎前瞻科研大獎。資料圖片
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
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。
