多肽|提绳打水有妙用,DNA“牵手”多肽“穿行”纳米孔破解测序瓶颈( 二 )


此前,黄硕课题组曾尝试对非天然核酸测序,但是苦于没有找到合适的酶来匹配棘轮运动,后来,他们突发奇想,利用纳米孔的错位效应来测序,并开创了纳米孔错位测序技术 。
“核酸的纳米孔识别位点和酶的反应位点,有一个固定的约14-15个碱基的错位,这就形成了一个测序窗口,可以利用这个不受酶反应限制的窗口,实现多肽的测序 。”黄硕说 。
纳米孔错位测序技术能否应用在多肽测序领域?近期,黄硕课题组在技术验证时发现可行 。在此次研究中,他们将多肽和DNA嵌合成一条链条,嵌合链的DNA部分为“牵引链”,在检测过程中,DNA测序酶与DNA结合,通过拉动DNA部分,牵动整条链条在纳米孔中的可控棘轮运动,实现多肽的纳米孔直接读取 。
黄硕打了个比方,“这就相当于用绳子在井里提水桶,如果井是纳米孔的话,井绳就是DNA,水桶就是多肽 。‘井口’的DNA测序酶拉动DNA在纳米孔内移动,而DNA又与多肽嵌合在一起,DNA的移动,也就直接拉动了多肽的移动,从而实现了多肽的纳米孔测序 。”
黄硕介绍,经验证,多肽的纳米孔测序信号表现出高度的一致性和序列相关性,由单氨基酸替换引起的电流变化也能被清楚地检测到 。通过将多肽的N端或C端与DNA驱动链进行偶联,实现了对多肽两端氨基酸序列信息的读取 。
【多肽|提绳打水有妙用,DNA“牵手”多肽“穿行”纳米孔破解测序瓶颈】“这意味着,可以对蛋白质单分子进行测序,这为今后的蛋白质高通量测序,蛋白质重构,提供了一个全新的工具 。”黄硕说,借助蛋白质序列研究,可以对蛋白质的功能进行预测,从而帮助理解、解释相关生命活动 。(金凤)

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