Nobel Prize in Chemistry 2025

Their molecular architecture contains rooms for chemistry

The Nobel Prize laureates in chemistry 2025 have created molecular constructions with large spaces through which gases and other chemicals can flow. These constructions, metal–organic frameworks, can be used to harvest water from desert air, capture carbon dioxide, store toxic gases or catalyse chemical reactions.

Through the development of metal–organic frameworks, the laureates have provided chemists with new opportunities for solving some of the challenges we face.

2025未來科學大獎系列活動

未來科學大獎載譽歸來，由香港科學院及香港未來科學大獎基金會主辦的2025未來科學大獎系列活動，已於8 月起在香港隆重展開。專為青少年而設的「Hello Scientists

你好科學家」首場講座已於9月27日圓滿舉行，第二場講座將於10月14日舉行，活動獲教育局、香港津貼中學議會、香港直接資助學校議會、政府中學校長協會、香港科學館及香港太空館鼎力支持。第二場講座將由未來科學大獎獲獎者楊學明教授主講，分享他的成長故事、求學歷程及科研經驗，並設有問答環節，讓同學們與科學家深入交流，啟發對科學的熱誠與思考。

此外，2025 未來科學大獎周將於10月22日至26日在香港舉行。特別為青少年而設的「2025 未來科學大獎獲獎者與青少年對話」活動，將於10月26日上午在香港太空館舉行。屆時，本年度未來科學大獎得主將親臨現場，與同學們分享成長、求學及科研故事，並透過互動問答，激發同學們的科學思維與探索精神。

同日（10月26日）下午，「2025未來科學大獎頒獎典禮與音樂會」將於香港文化中心大劇院隆重舉行。國際知名科學家、社會賢達及學生將齊聚一堂，共同見證新一屆未來科學大獎得主榮獲殊榮。頒獎典禮將結合音樂會形式，邀請著名男高音莫華倫及國際知名小提琴家呂思清領銜演出，讓科學與藝術完美融合，為觀眾帶來一難忘的科學盛會。

科技海綿也是塑膠！每月釋放達數兆微塑膠纖維

 

最近研究揭示，廣受歡迎的「科技海綿」清潔髒污時，也釋放數以兆計微塑膠纖維，污染環境。這些海綿使用時會逐漸分解，特別是密度較低海綿，會釋出進入下水道和食物鏈的纖維。南京大學與東南大學聯合團隊研究，魔法海綿每月可能向環境釋放超過兆根微塑膠纖維。論文刊登於《環境科學與技術》期刊。

科技海綿主要材料就是美耐皿泡沫，是三聚氰胺甲醛樹脂（melamine-formaldehyde resin）製成的塑膠製品。塑膠泡沫製成海綿，具輕巧且有高度磨蝕性等個性，很適合清潔用。但使用途中海綿當然會磨損，就釋放微塑膠碎片，經下水道系統進入地球生態，被底層動物攝取後再進入食物鏈。

為了深入了解嚴重性，團隊調查海綿泡沫密度及表面質地，分析如何影響材料劣化速度及釋放微塑膠纖維量。研究員購買三個知名品牌科技海綿，反覆摩擦有紋理的金屬表面使之磨損，而密度較高海綿磨損速度較慢，釋放微塑膠纖維也較少。一個科技海綿每公克磨損約釋放650萬根微塑膠纖維，假設所有海綿平均磨損10%，估算2023年8月亞馬遜月銷售海綿約釋放1.55兆根微塑膠纖維，實際數量應更高。

為了減少微塑膠纖維排放，研究員建議製造商應生產更密實耐磨的海綿。還建議消費者選擇不含塑膠的天然清潔產品，家庭或污水處理廠應安裝過濾系統，以盡可能收集脫落的微塑膠纖維。

（首圖來源：論文）

科學家發現防禦「永久化學物質」PFAS的新方法

劍橋大學MRC毒理學研究所的研究員安娜·林德爾博士（Dr Anna Lindell）表示：「PFAS無處不在，所有人體內都有它們的存在。」

Article Information

• • Author,哈麗特·海伍德
  • Role,BBC記者
• 2025年7月6日

科學家相信，他們已找到一種能保護人體免受一種有毒且持久存在的「永久化學物」（forever chemical）傷害的方法。

全氟和多氟烷基物質（PFAS）是一類人造化學物質，常見於防水衣物、不沾鍋、唇膏或食物包裝中。

這些化學物質具有防油、防水的特性，但在自然環境中極難分解，且已被證實與某些癌症風險增加等健康問題相關。

劍橋大學一項研究發現，一種存在於人體腸道中的特定微生物能夠吸收多種PFAS分子，減弱其對人體的有害影響。

「慢性毒藥」

研究人員發現，某些物種的腸道細菌具有很強的吸收PFAS的能力，並將其儲存在細胞內的團塊中。

外界越來越關注對PFAS對環境與健康造成的影響，因為這些物質在環境中需要數千年來分解。大多數人是透過水

和食物接觸到PFAS。

在某些情況下，PFAS可經由尿液排出體外，但也可能在體內停留數年。

劍橋大學MRC毒理學研究所的研究員、也是該研究第一作者的安娜·林德爾博士（Dr Anna Lindell）表示：「PFAS無處不在，所有人體內都有它們的存在。」

「PFAS曾被認為是安全的，但現在已很清楚它們並非如此。」

「PFAS之所以過了這麼久才引起注意，是因為它們在低劑量下不會引發急性中毒。但它們就像一種慢性毒藥。」

該研究的共同作者英卓·魯（Dr Indra Roux）博士補充說，既然PFAS已經存在於環境與我們體內，我們就必須想辦法減少它的影響。

「我們還沒有找到破壞PFAS的方法，但我們的發現找到可能性，或能將它們從人體中清除。」

帕蒂爾博士說：「考慮到PFAS這種『永久化學物質』問題的嚴重性……令人擔憂的是，我們幾乎沒有採取任何措施將其從體內清除。」

研究人員發現，某些人類腸道細菌具有極高的能力吸附PFAS，並將其儲存在細胞內部的團塊中。

該報告的資深作者基蘭·帕蒂爾博士（Dr Kiran Patil）表示：「由於PFAS在這些團塊中的聚集，細菌本身似乎能免受其毒性影響。」

研究團隊透過將九種細菌引入老鼠腸道中，讓牠們的腸道菌群更接近人類。這些細菌迅速吸收老鼠食用的PFAS，並隨糞便排出體外。

這是首次有證據顯示腸道微生物群可能有助於清除體內有毒的PFAS化學物。

該研究尚未在人體中進行直接測試。

研究人員計劃開發益生菌營養補充品，以提升人體腸道中有益菌的數量，從而對抗PFAS的毒性影響。

林德爾博士與帕蒂爾博士也與企業家彼得·霍爾姆·詹森（Peter Holme Jensen）共同創立了一家初創公司Cambiotics，致力於開發能提升腸道有益菌、保護人體免受PFAS傷害的益生菌營養補充品。

2025年度邵逸夫生命科學與醫學獎

由沃爾夫岡・鮑邁斯特 （Wolfgang Baumeister）獲得，以表彰他對於冷凍電子斷層成像技術 （cryo-ET）的開創性研發和應用，該三維可視化成像技術使蛋白質、大分子複合物和細胞間隙等生物樣本在自然細胞環境中的存在狀態得以呈現。沃爾夫岡・鮑邁斯特是德國馬克斯普朗克生物化學研究所榮休所長暨科學會員。

鮑邁斯特對蛋白酶體原位結構的研究，為細胞內蛋白質轉換更新的調控機制、空間分佈及動態過程提供了全新認知。他的結構研究還揭示了蛋白酶體功能失調如何導致人類疾病的機理。冷凍電子斷層成像技術在病毒學領域也產生了深遠影響。

鮑邁斯特和其他科學家的研究使人們對病毒如何與宿主細胞膜相互作用有了全新理解，這些相互作用驅動了病毒外殼蛋白的必要結構重組，以便病毒基因組附著於細胞表面並進一步進入受感染細胞。這些研究為指導中和抗體和疫苗的開發提供了關鍵指引。

遴選委員會指，鮑邁斯特所開發並應用的方法，能以前所未有的接近原子級的分辨率揭示細胞內部的運作機制。這項技術的強大威力正在全面革新人們對正常生命過程以及它們在疾病中如何失序的認知。

原文網址: https://www.hk01.com/article/60242225

AI 蛋白質設計革命：2024 諾貝爾化學獎背後的醫學奇蹟

 2024 年諾貝爾化學獎，因為 AI 在蛋白質結構預測上的突破而備受矚目。Google DeepMind 的創辦人之一哈薩比斯（Demis Hassabis）與他的團隊，因開發出能預測蛋白質摺疊的 AlphaFold 系列獲得一半獎金。而另一半獎金則頒給了化學家大衛·貝克（David Baker），他開發出另一套令人驚嘆的工具，甚至突破了 AlphaFold 的極限。這些成就不僅為科學界帶來革命性的改變，更可能大幅加速藥物開發與疾病治療的進程。

蛋白質摺疊：生命的拼圖

蛋白質作為生命的基石，其結構對其功能至關重要。當蛋白質在細胞內生成時，它由多個胺基酸分子組成的長鏈，會在極短的時間內像折紙般扭曲成特定的三維形狀。這種形狀決定了蛋白質的功能，比如構成細胞的結構、催化化學反應或傳遞訊息。

然而，預測這些複雜的三維結構曾經是生物化學界的一大挑戰。科學家們雖然能夠測量蛋白質序列（即胺基酸的排列順序），但如何從一維的序列準確推測其三維構造，卻是一個需要龐大運算能力和深刻科學理解的難題。

這個挑戰直到 2021 年 AlphaFold 2 的問世才有了質的突破。這套工具運用深度學習技術，能快速準確地預測蛋白質的摺疊方式，其精度已接近實驗室測試的水平。而今年推出的 AlphaFold 3，更進一步預測生物分子如 DNA 和 RNA 與蛋白質的交互作用，為藥物設計提供了重要基礎。

不止於 AlphaFold：貝克的逆向設計

與 AlphaFold 側重於「順向」預測不同，大衛．貝克帶領的團隊採取了全然相反的路徑。他們開發的工具能夠進行「逆向」工程：不僅能根據已知序列推測結構，還能從需求出發，設計出具有特定功能的蛋白質。這種技術突破意味著，我們可以隨心所欲地設計出抗癌抗體、病毒疫苗，甚至是工業用的環保酵素。

這就像一位技藝超群的主廚，能根據客人的描述，精準還原一道複雜的菜餚，甚至能重新設計出更美味、更符合需求的版本。而貝克團隊的這套技術，則讓這樣的「創造」成為科學事實。

設計蛋白質的技術演進

早在 1997 年，貝克的團隊就已經開發出 Rosetta，這是一款能模擬蛋白質摺疊的電腦工具。當時，他們利用能量假設，評估一個三維結構的穩定性。然而，由於電腦運算能力的限制，他們不得不採取取巧的方法，例如利用多序列比對（MSA）與蒙地卡羅模擬法來提升效率。這些技術雖然簡單，但在當時已經能顯著縮短運算時間。

隨著深度學習的興起，貝克團隊在 2021 年推出 RoseTTAFold，這套工具採用了三軌神經網路，讓 AI 能從多序列比對、分子距離與原子位置三方面同時學習，進一步提升預測的準確性。而今年最新的 RFdiffusion，更將擴散模型融入其中，讓 AI 不僅能預測，還能根據輸入的需求直接設計蛋白質結構。

擴散模型的應用就像圖像生成工具 DALL-E 或 Midjourney，能在短時間內生成大量的可能構造，再經過篩選，留下最可能實現的設計。這讓蛋白質設計變得前所未有的靈活和高效。

AI 與疾病的正面交鋒

RFdiffusion 的問世，為生物醫學界帶來了全新的可能性。例如，研究人員已用它設計出數千個抗體，針對癌症、新冠病毒、流感等多種疾病進行測試。雖然目前成功率僅為 1%，但這已經是一個令人振奮的起點。

更重要的是，這些設計並非停留在理論層面。早在 2003 年，貝克團隊就曾成功創造出自然界不存在的蛋白質 Top7，而在 2008 年，他們更進一步設計出能催化化學反應的人造酵素。這些突破證明，人類不僅能理解生命的基本組成，更能重新定義它。

從賽場到實驗室：設計蛋白質的熱潮

除了 AlphaFold 和 RFdiffusion，近年來還出現了多場蛋白質設計競賽，例如 Align to Innovate 的酵素設計挑戰、加拿大生技公司 Liberum Bio 的病毒酶改良項目，以及 BioML Society 的 CAR-T 細胞抗原設計比賽。這些比賽吸引了來自學術界與產業界的頂尖人才，激發了無數創新應用的靈感。

隨著技術的進步，AI 工具已經不再僅僅是輔助，而是成為創造新型蛋白質的核心力量。從抗體設計到工業酵素，從疫苗開發到癌症治療，AI 正在以前所未有的速度推動著科學的邊界。

未來展望：AI 是否能掌控生命密碼？

2024 年的諾貝爾化學獎不僅表彰了科學家的創新，更為人類未來與 AI 攜手揭開生命秘密描繪了一幅清晰的藍圖。隨著技術的不斷進步，我們正在從被動了解大自然的蛋白質結構，轉向主動創造適應需求的新型蛋白質。

這場革命不僅改變了醫學的面貌，也讓我們對生命本質有了更深層次的理解。未來的某一天，AI 也許真的能成為人類對抗疾病的終極武器，甚至實現哈薩比斯預言的「治癒大部分疾病」。

https://pansci.asia/archives/378388

裘槎科學周2025

裘槎科學周為香港年度科學教育盛事，讓年輕一代體驗生活中的科學。

透過多元化的免費雙語活動及工作坊，鼓勵參加者主動探索及思考科學與生活的關係。

自2018年以來，已有超過320,000 名學生、家長及教師參與其中。為支援學校教育，計劃特設多項校園活動，包括科學劇場巡迴演出、網上工作坊及教學資源，協助教師推動科學教育。

裘槎科學周由裘槎基金會資助，並由裘槎基金會、教育局及香港科學館聯合主辦。裘槎基金會是獨立私人基金會，致力提高本港的自然科學、科技和醫學水平。

今年裘槎科學周活動將圍繞日常生活中的科學，讓參加者更充分了解及學習科學知識與日常生活之間的關聯。所有活動均免費參與。詳情及活動報名請往裘槎科學周網頁。

裘槎科學周網頁：https://croucherscienceweek.hk/hk