Tecnologia nanopori, che viene utilizzato per sequenziare il DNA, é economico, tenuto in mano e lavora nella giungla e nello spazio. L'uso di questa tecnologia per identificare peptidi o proteine ​​è ora un passo avanti. Gli scienziati dell'Università di Groningen hanno utilizzato un nanoporo brevettato per identificare le impronte digitali di proteine ​​e peptidi, e può anche rilevare polipeptidi che differiscono di un amminoacido. I risultati sono stati pubblicati il ​​16 ottobre sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Gli scienziati dell'Università di Groningen sono stati in grado di identificare una serie di peptidi e proteine ​​che passano attraverso un nanoporo a forma di imbuto. Hanno risolto due problemi principali che hanno ostacolato i tentativi di analizzare e sequenziare le proteine ​​con i nanopori:inserire i polipeptidi nel poro e identificare le differenze nelle proteine ​​mediante registrazioni di corrente. "I nanopori di solito portano una carica, e vengono caricati anche gli amminoacidi che compongono i polipeptidi. Ottenere il polipeptide all'interno del poro e passare attraverso i nanopori è quindi una sfida', spiega il professore associato di Biologia Chimica Giovanni Maglia.

impronta digitale

Ha usato un flusso elettro-osmotico per tirare i polipeptidi nei pori. Sotto un potenziale applicato attraverso il nanoporo, un flusso di ioni e acqua passa attraverso il poro.' Se la direzione della corrente ionica può essere controllata, può essere generato un flusso di fluido abbastanza forte da trasportare i polipeptidi. 'Lo abbiamo fatto regolando le cariche all'interno della parete dei pori. Modificando il pH del mezzo, è stato possibile mettere a punto l'equilibrio tra il flusso elettro-osmotico e la forza del campo elettrico che è stato applicato attraverso il poro.'

Maglia ha testato cinque diversi polipeptidi che vanno da 1 a 25 kilodalton. "Abbiamo usato peptidi biomarcatori legati alla malattia, con diverse cariche e forme', lui dice. I polipeptidi sono entrati nel poro e la corrente attraverso il poro ha prodotto una "impronta digitale" per ciascuno. Riuscì così a distinguere due versioni dell'endotelina del peptide di 21 amminoacidi, che differiscono per un solo amminoacido (triptofano o metionina).

Sequenziamento

Ottenere una buona lettura da un nanoporo è complicato. Maglia ha utilizzato un nuovo tipo di poro che ha caratterizzato e brevettato. "I pori usati in passato sono a forma di botte, il che significa che la forma e la dimensione del poro hanno dei limiti fondamentali. Ma il nostro poro ha una forma a imbuto alfa elicoidale, e la dimensione dell'estremità stretta, che è dove facciamo le nostre misurazioni, significa che dovrebbe contenere un solo amminoacido, quindi è più facilmente sintonizzabile.'

Attualmente, i polipeptidi passano attraverso il poro troppo rapidamente per identificare gli amminoacidi separati. Questo è necessario per il sequenziamento delle proteine ​​su scala a singola molecola. Sarebbe uno strumento prezioso per la ricerca, spiega Maglia:'Le proteine ​​possono essere modificate chimicamente in molti modi unici, e abbiamo pochissime informazioni sull'esatta composizione delle proteine ​​nel nostro corpo.' Questo può essere visto solo a livello di singola molecola.

Maglia:"La diagnostica molecolare e la scoperta di biomarcatori dovrebbero beneficiare in particolare della caratterizzazione di singole molecole dei proteomi." È un grande vantaggio che la tecnologia dei nanopori sia già stata sviluppata per il sequenziamento del DNA. Questa tecnologia è veloce, economico e robusto:sul campo vengono utilizzati dispositivi di sequenziamento dei nanopori e uno è stato persino inviato alla Stazione Spaziale Internazionale. L'uso di una tecnica simile per identificare le proteine ​​richiederebbe adattamenti minori, principalmente nei pori. 'In teoria, potremmo creare un'applicazione domani.'