Pour la première fois, l’ADN et les protéines sont reconnus par des nanopores nouvellement développés


Pour la première fois, l'ADN et les protéines sont reconnus par des nanopores nouvellement développés

Conception de novo d’un nanopore de détection de molécule unique contenant un peptide en épingle à cheveux . Source : Ryuji Kawano, Université d’agriculture et de technologie de Tokyo

chercheurs japonais ont mis au point premiers peptides de conception ascendante, qui comprennent des chaînes d’acides aminés pouvant former des nanopores artificiels pour identifier et permettre le tri d’une seule molécule de matériel génétique dans une membrane lipidique.

Les nanopores biologiques sont généralement des canaux fabriqués par des protéines formant des pores qui peuvent reconnaître des molécules spécifiques, mais ces canaux naturels sont difficiles à identifier, ce qui limite les utilisations proposées dans le séquençage d’ADN à faible coût et à grande vitesse, la détection de petites molécules, etc.

« La détection par nanopores est un outil puissant pour la détection de molécules uniques sans marquage », a déclaré l’auteur correspondant Ryuji Kawano, professeur à l’Université d’agriculture et de technologie de Tokyo (TUAT) au Japon. « C’est la première fois que l’ADN et les polypeptides sont capturés à l’aide d’un nanopore nouvellement développé. »

Ils ont publié leurs résultats le 22 novembre dans Nanotechnologie naturelle.

Selon Kawano, les nanopores conçus de novo sont construits « à partir de zéro » et ont le potentiel d’imiter les protéines naturelles et leur capacité à reconnaître des protéines spécifiques. Surtout, a déclaré Kawano, ils peuvent également être conçus pour agir comme des machines moléculaires artificielles capables de reconnaître une gamme beaucoup plus large de molécules, ce qui peut aider à démêler la relation entre la structure et la fonction des protéines cibles.

« La structure repliée des protéines est déterminée par leur séquence polypeptidique linéaire et conduit à une fonctionnalité protéique spécifique », a déclaré Kawano, notant que toutes les protéines ont une structure et une taille uniques. « La structure primaire unique est le résultat d’une évolution structurelle telle que la mutation et la sélection de résidus d’acides aminés au fil du temps. Découvrir la relation entre cette information primaire et la structure de la protéine est l’un des objectifs ultimes de la science. »

Pour développer de grands nanopores synthétiques capables de mieux reconnaître et identifier des molécules pour des applications pratiques, Kawano et son équipe ont développé un peptide appelé SV28. Avec deux bras d’acides aminés fortement inclinés et des charges spécifiques à la fin, l’orientation du peptide en épingle à cheveux peut être contrôlée avec précision en appliquant une tension. Le peptide peut être assemblé pour former des structures nanoporeuses d’une taille de 1,7 à 6,3 nanomètres, qui conviennent à la détection de molécules d’ADN.

Les chercheurs ont également modifié SV28 en ajoutant une mutation qui provoque la flexion et la torsion de la structure peptidique d’une certaine manière. Le peptide résultant a formé des pores uniformément répartis de 1,7 nanomètre chacun, capables de détecter une seule chaîne polypeptidique – ou la moitié d’une protéine.

Cette réalisation pourrait être utilisée pour faciliter la compréhension de la relation entre la structure et la fonction des protéines.

Pour les prochaines étapes, l’équipe prévoit de concevoir différents peptides et protéines pour construire différents types de nanopores qui aident au séquençage des peptides, fonctionnent comme des robots moléculaires, etc.


Scannez une seule protéine, un acide aminé à la fois


Plus d’information:
Keisuke Shimizu et al., Conception de novo d’un nanopore pour la détection d’une seule molécule contenant un peptide en épingle à cheveux , Nanotechnologie naturelle (2021). DOI : 10.1038 / s41565-021-01008-w

Fourni par l’Université d’agriculture et de technologie de Tokyo

Citation: Pour la première fois, l’ADN et les protéines sont enregistrés par de novo-designed nanopore (2021, 24 novembre), consulté le 24 novembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-11-dna-proteins-de -novo-conçu-nanopore.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. À l’exception du commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

Laisser un commentaire