Tecnología Nanopore, que se utiliza para secuenciar el ADN, es barato, portátil y funciona en la jungla y en el espacio. El uso de esta tecnología para identificar péptidos o proteínas está ahora un paso más cerca. Los científicos de la Universidad de Groningen han utilizado un nanoporo patentado para identificar las huellas dactilares de proteínas y péptidos, e incluso puede detectar polipéptidos que difieren en un aminoácido. Los resultados fueron publicados el 16 de octubre en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Los científicos de la Universidad de Groningen han podido identificar una serie de péptidos y proteínas que pasan a través de un nanoporo en forma de embudo. Han resuelto dos problemas principales que han obstaculizado los intentos de analizar y secuenciar proteínas con nanoporos:introducir polipéptidos en el poro e identificar diferencias en las proteínas mediante registros de corriente. Los nanoporos suelen tener una carga, y también se cargan los aminoácidos que componen los polipéptidos. Conseguir que el polipéptido entre en el poro y pase a través de los nanoporos es, por tanto, un desafío ', explica el profesor asociado de Biología Química Giovanni Maglia.
Huella dactilar
Usó un flujo electro-osmótico para empujar los polipéptidos hacia los poros. Bajo un potencial aplicado a través del nanoporo, un flujo de iones y agua pasa a través del poro. ' Si se puede controlar la dirección de la corriente de iones, se puede generar un flujo de fluido lo suficientemente fuerte como para transportar polipéptidos. Hicimos esto ajustando las cargas dentro de la pared de poros. Al cambiar el pH del medio, fue posible ajustar el equilibrio entre el flujo electro-osmótico y la fuerza del campo eléctrico que se aplicó a través del poro ”.
Maglia probó cinco polipéptidos diferentes que iban de 1 a 25 kilodalton. 'Usamos péptidos biomarcadores relacionados con enfermedades, con diferentes cargas y formas ', él dice. Los polipéptidos entraron en el poro y la corriente a través del poro produjo una "huella digital" para cada uno. Así logró distinguir dos versiones del péptido endotelina de 21 aminoácidos, que se diferencian por un solo aminoácido (triptófano o metionina).
Secuenciación
Obtener una buena lectura de un nanoporo es complicado. Maglia utilizó un nuevo tipo de poro que caracterizó y patentó. 'Los poros utilizados en el pasado tienen forma de barril, lo que significa que la forma y el tamaño del poro tiene limitaciones fundamentales. Pero nuestro poro tiene forma de embudo alfa helicoidal, y el tamaño del extremo estrecho, que es donde hacemos nuestras medidas, significa que debe contener solo un aminoácido, por lo que se sintoniza más fácilmente.
En la actualidad, los polipéptidos atraviesan el poro con demasiada rapidez para identificar los aminoácidos separados. Esto es necesario para la secuenciación de proteínas a escala de una sola molécula. Sería una herramienta valiosa para la investigación, explica Maglia:'Las proteínas se pueden modificar químicamente de muchas formas únicas, y tenemos muy poca información sobre la composición exacta de las proteínas en nuestro cuerpo ”. Esto solo se puede ver a nivel de una sola molécula.
Maglia:"El diagnóstico molecular y el descubrimiento de biomarcadores deberían beneficiarse especialmente de la caracterización de proteomas de una sola molécula". Es una gran ventaja que la tecnología de nanoporos ya se haya desarrollado para la secuenciación de ADN. Esta tecnología es rápida, Barato y robusto:se utilizan dispositivos de secuenciación de nanoporos sobre el terreno e incluso se ha enviado uno a la Estación Espacial Internacional. Usar una técnica similar para identificar proteínas requeriría adaptaciones menores, principalmente en los poros. 'En teoria, mañana podríamos crear una aplicación '.
