科學(xué)家們一直在競相創(chuàng)造一種能使蛋白質(zhì)測序變得簡單的技術(shù)。格羅寧根大學(xué)的化學(xué)生物學(xué)教授Giovanni Maglia現(xiàn)在已經(jīng)找到了這個謎中缺失的一塊:一種通過納米孔運輸?shù)鞍踪|(zhì)的方法，這種方法可以在一個簡單的手持設(shè)備上對蛋白質(zhì)進行測序。
DNA測序是我們理解生命的一場革命，蛋白質(zhì)測序是下一個圣杯。Maglia解釋說:“DNA基本上是靜態(tài)的。我們細胞中的過程是由蛋白質(zhì)執(zhí)行的:它們完成了實際的工作。通過了解蛋白質(zhì)，我們將進一步了解我們的身體是如何工作的。”
把蛋白質(zhì)拉過洞的問題
目前市場上有一些手持設(shè)備可以對DNA進行測序。這些裝置使用納米孔技術(shù):一條DNA鏈被拉過膜上的一個小孔(納米孔)，當它們穿過時，DNA鏈上的組成部分序列就可以被“讀取”。
在將同樣的納米孔技術(shù)應(yīng)用于蛋白質(zhì)方面已經(jīng)取得了一些進展，但還不可能像DNA鏈一樣通過納米孔運輸長蛋白質(zhì)。“這就像煮熟的意大利面，”瑪格利亞解釋道。“這些長鏈想要被打亂，它們不想被推過這個小洞。”
單鏈DNA也有點像煮熟的意大利面，但它可以被電場拉過，因為DNA本身是帶電的。但是蛋白質(zhì)的電荷較弱，可以攜帶正電荷或負電荷。“蛋白質(zhì)和DNA是不同的，”瑪格利亞解釋說，“所以這項技術(shù)需要進行調(diào)整。”
隨波逐流
為了通過納米孔運輸?shù)鞍踪|(zhì)，Maglia使用了一種帶電粒子(離子)溶液，這種溶液可以在電場的作用下通過納米孔。當這種情況發(fā)生時，它們會拖動蛋白質(zhì)。Maglia解釋說:“我們不知道水流是否足夠強大。此外，這些離子想要雙向移動，但通過在納米孔上附著大量電荷，我們能夠使其定向。”
Maglia設(shè)計了一個沒有蛋白質(zhì)的最強流動系統(tǒng)。在與羅馬大學(xué)的研究人員的合作中，進行了計算機模擬，揭示了這種流動對蛋白質(zhì)的力與電場對DNA的力相當。然后，Maglia在一種困難的蛋白質(zhì)上進行了試驗:一種帶有許多負電荷的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)會使它想要朝著與水流相反的方向移動。但即便如此，水流也足以將蛋白質(zhì)拉過納米孔。Maglia:“在此之前，我們只分析了易粘連的蛋白質(zhì)。但我們給了自己最難的一種蛋白質(zhì)作為測試。這招奏效了!“
Maglia說:“這證明了蛋白質(zhì)測序不再有根本的限制。”Maglia的新公司名為Portal Biotech，他打算將他實驗室的納米孔技術(shù)提供給實驗室和醫(yī)生等用戶。有了這項最新的研究成果，我們找到了實現(xiàn)蛋白質(zhì)測序所需的缺失部分。”
我們?yōu)槭裁匆o蛋白質(zhì)排序?
DNA就像我們身體的藍圖，而蛋白質(zhì)就像實際建造的工人。以DNA(指令)為基礎(chǔ)，形成了一系列蛋白質(zhì)，在我們的身體中執(zhí)行各種功能。僅舉幾個例子，蛋白質(zhì)負責:
蛋白質(zhì)也可能有害。一些例子是來自蛇或蜘蛛的毒液，或一些病原體(如病毒)。
我們對人類基因組(我們的DNA)了解很多。通過研究我們體內(nèi)的蛋白質(zhì)，科學(xué)家們希望能更深入地了解細胞是如何運作的，以及是什么導(dǎo)致了它們的故障。最終，這將有助于開發(fā)新的、更好的疾病治療方法。
文章標題
Translocation of linearized full-length proteins through an engineered nanopore under opposing electrophoretic force
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-9/） | 
