学科：生物学及医学
项目名称：细胞器生物合成及功能研究中心
项目统筹人：姜里文教授（中大）
摘要
所有真核生物包括植物和动物的存在取决于细胞内细胞器的功能。细胞器是生物膜包裹的功能上独立的亚细胞机构，它为细胞内各类关键且复杂的生化反应提供了特定场所。细胞器在细胞间的信息传递、生物个体内稳态的维系、个体的生长发育以及对环境的应答中都起到了至关重要的功能。
然而，关于细胞器的生物起源以及细胞器间蛋白转运的机理至今尚未研究透彻。在过去的十年中，我们在香港开展了多个研究项目，并取得了一系列国际认可的研究成果。这些成果可以帮助我们更深入透彻的了解植物、酵母以及动物细胞中蛋白转运机理、细胞器动力学及其功能。比如，我们首先确定植物细胞中多囊泡体就是液泡前体，确定反式高尔基体网络结构就是早期内涵体。此外，我们还发现了一类新的细胞器，命名为EXPO，并发掘了其介导的非传统蛋白分泌途径。另外，通过研究高尔基体定位的酵母糖基化修饰蛋白和拟南芥内膜蛋白，我们发现了多种全新的高尔基体蛋白滞留机制。此外，我们阐明了PICK1蛋白在小鼠大脑中AMPA受体蛋白转运和突触可塑性中的重要功能。这些在多个学科的研究实践以及带领不同研究团队的领导经验为我们组成一个研究团体以建立细胞器生物合成和功能研究中心提供了机遇和保障。而这个研究中心反过来可以让香港各个出色的研究团队紧密结合、精诚合作，结合细胞、分子、生化、生理、遗传、基因组和蛋白组学等各类研究手段，从不同的角度在不同的模式生物中研究各类细胞器的生物起源和功能。本课题重点研究三类细胞器的生物起源和功能，包括高尔基体、反式高尔基体网络结构和EXPO。我们的研究不仅可以解答重要生命过程中的基础问题，比如植物细胞壁的生物合成和胁迫应答信号通路中细胞器的生物起源及其所起的功能；而且对于香港和中国生物技术产业的发展有潜在的应用价值，包括提高植物作为生物燃料来源的价值以及提高作物在胁迫环境中的产量。
学科：生物学及医学
项目名称：神经突触的发育,信号转导及经神疾病的分子机理
项目统筹人：张明杰教授（科大）
摘要
在人类所面临的一系列慢性疾病中，精神性疾病所造成的社会负担位居前列。目前，被证明卓有成效的针对精神性疾病的治疗方法屈指可数。要想获得更加有效的治疗方法，更好的科学研究是必不可少的。然而，我们如今却面临着一个巨大的危机：由于商业回报缓慢，且疾病机制异常复杂，曾经作为精神性疾病研究领域最主要投资方的制药公司，目前正在逐步撤出这一研究领域。为了化解这一危机，学术界需要主动承担起在这片领域中开展更加深入和广泛研究的重任。机遇往往与挑战并存，制药公司退出了曾属于他们的领域，这将给学术界带来众多前所未有的机遇。更重要的是，随着以高通量测序和系统生物学为代表的高新技术的蓬勃发展，一大批与人类神经系统紊乱相关的基因被挖掘出来。我们充分相信，接下来将会有更多与疾病相关的基因以更快的速度被我们发现。遗憾的是，对于数百个已经被报导的疾病相关基因，我们所知甚少。尤其是，对于为什么这些基因的突变会造成一系列显著的精神性疾病，我们几乎一无所知。因此，阐述这些疾病相关基因的功能和机理，将成为今后许多年内非常重要的一项研究工作。它将促进我们对精神性疾病的认识，并将在探索对该类疾病有效治疗方式的过程中发挥至关重要的作用。
在此次申请的AoE项目中，我们将对在兴奋性神经元发育和突触信号传递中起着重要作用的一系列关键蛋白及其蛋白复合物进行生理功能和具体机制的研究。毫无疑问，这些精密调控着神经元发育和信号传递的关键蛋白一旦发生功能失调，将导致神经系统的紊乱，并带来包括自闭症、精神分裂、抑郁症在内的一系列精神性疾病。因此，我们也将对这一系列人类精神性疾病的内在机制展开深入研究。我们希望，我们的研究成果会对这些疾病的治疗提供指导，甚至直接开发出有效的治疗药物。我们的团队将综合运用包括遗传学、细胞生物学、生物化学、结构
生物学以及化学生物学等在内的多重研究手段。和世界上其他大多数研究神经信号传递、神经系统紊乱的团队不同的是，我们的研究将以结构生物学和以生物化学为主的机理性研究为核心。这种着眼于具体机理的研究优势在于：一方面，它将被模式动物层面和细胞层面的功能性研究所验证，并反过来促进这些层面的功能性研究；另一方面，在机理研究所打下的基础之上，我们将充分发挥化学生物学的优势，致力于开发可能成为药物的功能性多肽、多肽衍生物和小分子化合物。我们相信，这种结合“上游”功能性验证和“下游”化学生物学研发的“结构-生化”机理性研究，具有着独一无二的优势。
十多年来，我们在神经发育和信号传递领域进行了系统性的研究，从中积累了丰富的研究经验和广泛的合作人脉。此次我们的申请正是基于这一基础之上。我们已经组建了一支极富竞争力的团队。团队成员在他们各自的领域中都是首屈一指的专家，并且都是优秀的合作伙伴。我们已经准备充分并且相信，我们将在对大脑功能的研究以及与功能缺失导致的精神性疾病的抗争中做出卓越的贡献。同时，这一项目预计将极大地提升香港的科研水平，完善平台建设，促进工作能力，并最终创建出一个在神经发育、信号传递和神经系统疾病研究领域中处于世界顶级水平的研究中心！
十多年来，我们在神经发育和信号传递领域进行了系统性的研究，从中积累了丰富的研究经验和广泛的合作人脉。此次我们的申请正是基于这一基础之上。我们已经组建了一支极富竞争力的团队。团队成员在他们各自的领域中都是首屈一指的专家，并且都是优秀的合作伙伴。我们已经准备充分并且相信，我们将在对大脑功能的研究以及与功能缺失导致的精神性疾病的抗争中做出卓越的贡献。同时，这一项目预计将极大地提升香港的科研水平，完善平台建设，促进工作能力，并最终创建出一个在神经发育、信号传递和神经系统疾病研究领域中处于世界顶级水平的研究中心！
学科：自然科学
项目名称：新型的光波和声波功能材料
项目统筹人：陈子亭教授（科大）
摘要
人类自古以来就有对无处不在的光波和声波进行研究。这些研究的成果正是建造现代科技文明的基石。大约在２０年前，在这领域中出现了一个革命性的进展。实验和理论都证实了一种具有特殊功能的人工材料可以超越自然材料在功能上的局限。这些光波和声波的功能材料包括了光子/声子晶体，超构材料和等离激光结构材料。这份AoE 计划书的目的是要将香港的科研工作者在过去一假时间中在这快速发展领域里建立起来的优势提高到一个更高的水平。我们同时也放眼在将来的应用前景，这包括与波有关的新一代器件。
波功能材料的最简单例子就是透镜，它是构成显微镜和望远镜的主要元件。透镜是由一块玻璃切模而成。现在复合材料加上先进的理论和制备技术可以为光的传播提供全新的模式。这样制造的人工材料可以为某种特定的功能做出最优化的设计。如果构成这材料的基本单元或晶格周期小于波长，我们称它为超构材料。如果接近波长则称它为光子晶体。如果基本单元是纳米结构，特定功能是由在光频的共振而引起，我们称这种材料为等离激光结构材料。 这些新型的功能材料可以利用支配波的传播来达到一些科幻小说中的一些现象，如隐身，隐型效应，将声波中的有效质量变为负值和制造没有球差 的超级透镜等等一般材料不可能有的反常现象。
香港的科研工作者从开始就一直在这快速发展领域的前沿工作。我们队伍的成员曾提出光子准晶，负质量声超构材料，远距离隐身衣，幻觉光学及光的拉力等新的概念。这AoE 计划将让我们一起继续保持在这快速发展领域的前沿和优势。 我们的成果，例如一些有关未来技术篮本的发展，也将回馈香港社会。