Technologie nanopore, qui est utilisé pour séquencer l'ADN, Est bon marché, portatif et fonctionne dans la jungle et dans l'espace. L'utilisation de cette technologie pour identifier des peptides ou des protéines est maintenant un pas de plus. Des scientifiques de l'Université de Groningue ont utilisé un nanopore breveté pour identifier les empreintes digitales des protéines et des peptides, et il peut même détecter des polypeptides différant par un acide aminé. Les résultats ont été publiés le 16 octobre dans la revue Communication Nature .

Les scientifiques de l'Université de Groningue ont pu identifier un certain nombre de peptides et de protéines traversant un nanopore en forme d'entonnoir. Ils ont résolu deux problèmes principaux qui ont entravé les tentatives d'analyse et de séquençage des protéines avec des nanopores :introduire des polypeptides dans le pore et identifier les différences entre les protéines par des enregistrements de courant. 'Les nanopores portent généralement une charge, et les acides aminés qui composent les polypeptides sont également chargés. Faire entrer le polypeptide à l'intérieur du pore et traverser les nanopores est donc un défi', explique le professeur agrégé de biologie chimique Giovanni Maglia.

Empreinte digitale

Il a utilisé un flux électro-osmotique pour attirer les polypeptides dans les pores. Sous un potentiel appliqué à travers le nanopore, un flux d'ions et d'eau traverse le pore.' Si la direction du courant ionique peut être contrôlée, un écoulement de fluide suffisamment fort pour transporter des polypeptides peut être généré. « Nous l'avons fait en réglant les charges à l'intérieur de la paroi des pores. En changeant le pH du milieu, il a été possible d'affiner l'équilibre entre le flux électro-osmotique et la force du champ électrique appliqué à travers le pore.'

Maglia a testé cinq polypeptides différents allant de 1 à 25 kilodaltons. « Nous avons utilisé des peptides biomarqueurs liés à la maladie, avec différentes charges et formes', il dit. Les polypeptides sont entrés dans le pore et le courant à travers le pore a produit une « empreinte digitale » pour chacun. Il a ainsi réussi à distinguer deux versions du peptide endothéline à 21 acides aminés, qui diffèrent par un seul acide aminé (tryptophane ou méthionine).

Séquençage

Obtenir une bonne lecture d'un nanopore est compliqué. Maglia a utilisé un nouveau type de pores qu'il a caractérisé et breveté. 'Les pores utilisés dans le passé sont en forme de tonneau, ce qui signifie que la forme et la taille du pore ont des limites fondamentales. Mais notre pore a une forme d'entonnoir hélicoïdal alpha, et la taille de l'extrémité étroite, c'est là que nous faisons nos mesures, signifie qu'il ne doit contenir qu'un seul acide aminé, il est donc plus facile à régler.

Actuellement, les polypeptides traversent le pore trop rapidement pour identifier les acides aminés séparés. Ceci est nécessaire pour le séquençage des protéines à l'échelle d'une seule molécule. Ce serait un outil précieux pour la recherche, explique Maglia :« Les protéines peuvent être modifiées chimiquement de plusieurs manières uniques, et nous avons très peu d'informations sur la composition exacte des protéines dans notre corps. Cela ne peut être vu qu'au niveau d'une seule molécule.

Maglia :'Le diagnostic moléculaire et la découverte de biomarqueurs devraient particulièrement bénéficier de la caractérisation d'une molécule unique des protéomes.' C'est un avantage majeur que la technologie des nanopores ait déjà été développée pour le séquençage de l'ADN. Cette technologie est rapide, pas cher et robuste :des dispositifs de séquençage à nanopores sont utilisés sur le terrain et un a même été envoyé jusqu'à la Station spatiale internationale. L'utilisation d'une technique similaire pour identifier les protéines nécessiterait des adaptations mineures, principalement dans les pores. 'En théorie, nous pourrions créer une application demain.