Nature Biotechnology：如何能使蛋白质测序变得简单

科学家们一直在竞相创造一种能使蛋白质测序变得简单的技术。格罗宁根大学的化学生物学教授Giovanni Maglia现在已经找到了这个谜中缺失的一块:一种通过纳米孔运输蛋白质的方法，这种方法可以在一个简单的手持设备上对蛋白质进行测序。

DNA测序是我们理解生命的一场革命，蛋白质测序是下一个圣杯。Maglia解释说:“DNA基本上是静态的。我们细胞中的过程是由蛋白质执行的:它们完成了实际的工作。通过了解蛋白质，我们将进一步了解我们的身体是如何工作的。”

把蛋白质拉过洞的问题

目前市场上有一些手持设备可以对DNA进行测序。这些装置使用纳米孔技术:一条DNA链被拉过膜上的一个小孔(纳米孔)，当它们穿过时，DNA链上的组成部分序列就可以被“读取”。

在将同样的纳米孔技术应用于蛋白质方面已经取得了一些进展，但还不可能像DNA链一样通过纳米孔运输长蛋白质。“这就像煮熟的意大利面，”玛格利亚解释道。“这些长链想要被打乱，它们不想被推过这个小洞。”

单链DNA也有点像煮熟的意大利面，但它可以被电场拉过，因为DNA本身是带电的。但是蛋白质的电荷较弱，可以携带正电荷或负电荷。“蛋白质和DNA是不同的，”玛格利亚解释说，“所以这项技术需要进行调整。”

随波逐流

为了通过纳米孔运输蛋白质，Maglia使用了一种带电粒子(离子)溶液，这种溶液可以在电场的作用下通过纳米孔。当这种情况发生时，它们会拖动蛋白质。Maglia解释说:“我们不知道水流是否足够强大。此外，这些离子想要双向移动，但通过在纳米孔上附着大量电荷，我们能够使其定向。”

Maglia设计了一个没有蛋白质的最强流动系统。在与罗马大学的研究人员的合作中，进行了计算机模拟，揭示了这种流动对蛋白质的力与电场对DNA的力相当。然后，Maglia在一种困难的蛋白质上进行了试验:一种带有许多负电荷的蛋白质，这种蛋白质会使它想要朝着与水流相反的方向移动。但即便如此，水流也足以将蛋白质拉过纳米孔。Maglia:“在此之前，我们只分析了易粘连的蛋白质。但我们给了自己最难的一种蛋白质作为测试。这招奏效了!“

Maglia说:“这证明了蛋白质测序不再有根本的限制。”Maglia的新公司名为Portal Biotech，他打算将他实验室的纳米孔技术提供给实验室和医生等用户。有了这项最新的研究成果，我们找到了实现蛋白质测序所需的缺失部分。”