News NoshIl potente impatto del sequenziamento del DNA “nanoporo” nelle proteine
Il sequenziamento dei nanopori ha rivoluzionato la genomica, la trascrittomica e l’epigenomica con analisi rapide e letture ultra lunghe. L’innovazione nella progettazione dei nanopori e nella manipolazione delle proteine apre nuovi orizzonti nell’analisi proteica.
Giovanni Maglia dell’Università di Groningen sottolinea che, sebbene diverso dal sequenziamento tradizionale, l’utilizzo dei nanopori potrebbe essere cruciale nell’identificare proteine e le loro modifiche. Questo metodo potrebbe individuare le proteine presenti senza richiedere l’identificazione precisa di tutti i 20 aminoacidi.
Nel sequenziamento del DNA tramite nanopori, il filamento singolo di DNA passa attraverso un poro proteico interrompendo la corrente elettrica, generando un segnale decodificabile in una sequenza di basi di DNA.
Potenziare il sequenziamento proteico con l’acqua
Le proteine sono più complesse da decifrare a causa della mancanza di una carica uniforme e delle possibili modifiche post-traduzionali che influenzano le loro caratteristiche. Ricercatori come Maglia e il team dell’Università di Oxford stanno sperimentando nuovi approcci per superare queste sfide.
Una strategia consiste nel far passare le proteine attraverso un poro utilizzando una forza elettroosmotica simile a far galleggiare tronchi sull’acqua. Questo metodo ha dimostrato di essere efficace nel dispiegare e trasportare proteine attraverso i nanopori, aprendo la strada alla proteomica a livello molecolare.
Gli sviluppi futuri nell’analisi proteica tramite nanopori
I progressi nel sequenziamento proteico con nanopori aprono possibilità per comprenderne meglio le modifiche e le interazioni. L’identificazione delle proteine presenti e dei tipi di modifiche può essere fondamentale nella comprensione dei meccanismi cellulari e delle patologie legate alle proteine.
In conclusione, l’impiego dei nanopori per analizzare le proteine si candida a diventare una delle tecniche più promettenti e innovative nel campo della biologia molecolare, aprendo la strada a nuove scoperte e applicazioni nel campo della proteomica.
La sfida della molecola
La spettrometria di massa “dal basso verso l’alto” può rendere difficile stabilire dettagli molecolari come le modifiche post-traslazionali (PTM) a causa dei tagli delle proteine. Bayley e Qing hanno sviluppato un metodo per identificare PTM in polipeptidi lunghi più di 1.000 aminoacidi.
Motori molecolari nell’analisi delle proteine
Un metodo alternativo sfrutta motori molecolari per far passare i polipeptidi attraverso nanopori, permettendo la lettura aminoacido per aminoacido. Tuttavia, vi sono limiti in termini di quantità di proteine leggibili. L’enzima ClpX, introdotto da Nivala, offre un approccio innovativo di sequenziamento proteico attraverso nanopori.
L’utilizzo di ClpX per trascinare le proteine attraverso i nanopori consente una maggiore precisione nel sequenziamento. Inoltre, il sistema di Nivala prevede la possibilità di ripetere la lettura delle stesse sequenze proteiche, migliorando l’accuratezza complessiva del metodo.
Applicazioni e prospettive future
Il metodo sviluppato da Nivala ha dimostrato la capacità di leggere filamenti proteici sintetici di diverse lunghezze, aprendo prospettive interessanti per il sequenziamento proteico. Tuttavia, vi sono sfide nel dedurre la sequenza aminoacidica di proteine completamente sconosciute. Nivala spera che il metodo possa evolversi verso un’applicazione tipo “impronta digitale” per associare proteine sconosciute a un database di segnali di nanopori.
La strada verso il proteoma
Nonostante i progressi entusiasmanti, il sequenziamento proteico attraverso nanopori richiede ancora miglioramenti nell’accuratezza delle letture e una gestione efficace delle modifiche post-traslazionali più complesse. Estendere la tecnologia al livello del proteoma potrebbe risultare complesso date le numerose e diverse proteine presenti nelle cellule, ma i ricercatori rimangono ottimisti riguardo ai rapidi avanzamenti nel settore.
