精密测量院拥有两个国家重点实验室，一个国家大型科学仪器中心，一个国家台站网等4个国家级平台，各类省部级重点平台基地20余个。 现有职工600余人，其中院士4人、杰青13人，各类国家、科学院、省部级人才占比60%以上。2017年至今，在精密测量领域承担了数十项重大重点项目，其中，国家战略先导专项（2.5亿元）1项、重点研发计划12项、各类重大仪器研制专项10余项。精密探测技术和仪器已成为精密测量院满足国家需求和社会经济发展的优势领域方向。 ...
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（以下简称精密测量院）是由中国科学院武汉物理与数学研究所（始建于1958年）、中国科学院测量与地球物理研究所（始建于1957年）融合组建而成，是湖北省首个中国科学院创新研究院。 回望来时路，峥嵘六十载。在方俊、王天眷、张承修、李钧、李国平、丁夏畦、许厚泽、叶朝辉等老一辈科学家的带领下，精密测量院历经几代科技工作者的辛勤努力和开拓创新，解决了一系列事关国家全局的重...
核酸适体是一类人工合成、可特异性结合靶标的寡核苷酸片段，在疾病诊疗、生物传感等领域具有广泛的应用前景。团队长期围绕毒素、神经递质等小分子的核酸适体识别与传感机制开展研究，前期已成功解析了赭曲霉毒素A（OTA）核酸适体和黄曲霉毒素 AFB1 核酸适体的高分辨结构，揭示了其分子识别与传感机制，提出了基于结构的精准适体优化策略，并获得了选择性和亲和性更优的核酸适体。
在此基础上，团队在五羟色胺（serotonin）核酸适体的识别机制上取得重要进展。五羟色胺是一种关键神经递质，参与调节多种神经系统功能，实现其高灵敏、高特异的实时检测对神经科学研究和临床诊断至关重要。2018年，Nakatsuka等人报道了一种高亲和（Kd约30 nM）、高特异性识别五羟色胺的44-mer核酸适体Apt44，该适体在五羟色胺检测中表现出极大潜力。然而，由于缺乏实验测定的高分辨结构，其高亲和、高特异性的分子识别机制及传感机制仍不明确。
研究团队利用液体核磁共振技术，解析了五羟色胺核酸适体Apt38（Apt44截短6个核苷酸的变体，其亲和力稍优于Apt44）在游离态和五羟色胺结合态的高分辨溶液结构（如图所示）。结果显示，游离态和结合态的适体均形成由两层反平行G-四链体（G4）、三个侧向环及末端双链组成的G4–双链杂合结构。五羟色胺结合于G4–双链交汇区，直接堆积在G-四分体平面上，但不与双链直接接触，代表了一种新型的G4-双链结合模式。该结合由堆积作用、静电吸引、氢键和疏水相互作用共同稳定。此外，研究发现，在结合五羟色胺前后，Apt44与截短体Apt38的构象变化程度并不相同，Apt38仅发生微小构象变化，而Apt44由于具有更长的loop3环区，其G4骨架具有更高的构象动态，使其在溶液中能够发生结合触发的显著构象转变，这清晰解释了Apt44适体的传感机制。总之，该工作阐明了五羟色胺适体的分子识别与传感机制，为生物传感应用提供了结构基础及理性设计框架。
五羟色胺核酸适体高亲和识别底物的分子机制
该研究以“Recognition Mechanism of Serotonin by a G-Quadruplex‑Duplex Hybrid Aptamer”为题发表在学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，精密测量院研究员徐国华和博士后王晨、中国科学院生态环境研究中心博士康美婷为共同第一作者，中国科学院生态环境研究中心研究员赵强、精密测量院研究员徐国华和李从刚为通讯作者。
该研究工作得到了国家自然科学基金委，科技部和中国科学院的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.8380078
科研动态
精密测量院在核酸适体分子识别与传感机制方面取得新进展
核酸适体是一类人工合成、可特异性结合靶标的寡核苷酸片段，在疾病诊疗、生物传感等领域具有广泛的应用前景。团队长期围绕毒素、神经递质等小分子的核酸适体识别与传感机制开展研究，前期已成功解析了赭曲霉毒素A（OTA）核酸适体和黄曲霉毒素 AFB1 核酸适体的高分辨结构，揭示了其分子识别与传感机制，提出了基于结构的精准适体优化策略，并获得了选择性和亲和性更优的核酸适体。
在此基础上，团队在五羟色胺（serotonin）核酸适体的识别机制上取得重要进展。五羟色胺是一种关键神经递质，参与调节多种神经系统功能，实现其高灵敏、高特异的实时检测对神经科学研究和临床诊断至关重要。2018年，Nakatsuka等人报道了一种高亲和（Kd约30 nM）、高特异性识别五羟色胺的44-mer核酸适体Apt44，该适体在五羟色胺检测中表现出极大潜力。然而，由于缺乏实验测定的高分辨结构，其高亲和、高特异性的分子识别机制及传感机制仍不明确。
研究团队利用液体核磁共振技术，解析了五羟色胺核酸适体Apt38（Apt44截短6个核苷酸的变体，其亲和力稍优于Apt44）在游离态和五羟色胺结合态的高分辨溶液结构（如图所示）。结果显示，游离态和结合态的适体均形成由两层反平行G-四链体（G4）、三个侧向环及末端双链组成的G4–双链杂合结构。五羟色胺结合于G4–双链交汇区，直接堆积在G-四分体平面上，但不与双链直接接触，代表了一种新型的G4-双链结合模式。该结合由堆积作用、静电吸引、氢键和疏水相互作用共同稳定。此外，研究发现，在结合五羟色胺前后，Apt44与截短体Apt38的构象变化程度并不相同，Apt38仅发生微小构象变化，而Apt44由于具有更长的loop3环区，其G4骨架具有更高的构象动态，使其在溶液中能够发生结合触发的显著构象转变，这清晰解释了Apt44适体的传感机制。总之，该工作阐明了五羟色胺适体的分子识别与传感机制，为生物传感应用提供了结构基础及理性设计框架。
五羟色胺核酸适体高亲和识别底物的分子机制
该研究以“Recognition Mechanism of Serotonin by a G-Quadruplex‑Duplex Hybrid Aptamer”为题发表在学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，精密测量院研究员徐国华和博士后王晨、中国科学院生态环境研究中心博士康美婷为共同第一作者，中国科学院生态环境研究中心研究员赵强、精密测量院研究员徐国华和李从刚为通讯作者。
该研究工作得到了国家自然科学基金委，科技部和中国科学院的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.8380078