Nature：新研究开发出拉动蛋白通过脂膜上的纳米孔进行蛋白测序的新方法

在一项新的研究中，来自华盛顿大学和牛津纳米孔技术公司的研究人员合作开发出了一种通过脂膜上的纳米孔拉取蛋白的蛋白测序方法。相关研究结果发表在2024年9月19日的Nature期刊上，论文标题为“Multi-pass, single-molecule nanopore reading of long protein strands”。

先前的研究表明，虽然人类基因组有大约 2 万个基因，但有 100 多万种相关的蛋白结构，即蛋白存在形式（proteoform），使得不同人之间存在巨大的差异。虽然人类基因组已被测序，但由于蛋白结构的三维性质，它们尚未被测序。

在这项新的研究中，作者找到了进行这种测序的方法——将蛋白拉过纳米孔，利用电场测量它们的结构变化。

这项研究建立在许多其他团队先前工作的基础上。比如，牛津纳米孔公司创始人之一Hagan Bayley领导的一个团队去年发现，纳米孔可以用来选择液体中的特定离子。在这项新的研究中，该团队发现某些脂质中的纳米孔可以用作蛋白测序的工具。

图片来自Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07935-7

这一过程包括首先通过在蛋白尾部添加带负电荷的序列来展开所研究的蛋白，然后用电流拉动它，使其伸展到全长，接着将它拉过脂质通道中自然形成的纳米孔。

作者还添加了一个“塞子”，以防止蛋白被拉过纳米孔的速度过快---当蛋白被拉过纳米孔时，这个塞子还可以进一步使蛋白变直。

当蛋白被缓缓拉过纳米孔时，电荷正好穿过塞子，穿过蛋白。通过测量振幅的变化，他们能够确定蛋白通过时的序列。从蛋白的一端到另一端，这样做可以实现完整的测序。

作者指出，这一过程还需要进一步完善，才能提供给其他人使用，例如，电场有时会失去控制。他们还希望解决给蛋白添加尾部的需要，使这一过程更易于使用。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Keisuke Motone et al. Multi-pass, single-molecule nanopore reading of long protein strands. Nature, 2024, doi:10.1038/s41586-024-07935-7.