Marie Leroy
Il y a eu une véritable program entre les scientifiques pour créer une technologie permettant un séquençage facile des protéines. Le professeur de biologie chimique Giovanni Maglia de l’Université de Groningue a maintenant trouvé la pièce manquante du puzzle : un moyen de transporter une protéine à travers un nanopore, ce qui permet le séquençage des protéines dans un basic appareil portatif.
Le séquençage de l’ADN a révolutionné notre compréhension de la vie, et le séquençage des protéines est le prochain Saint Graal. Maglia explique : « L’ADN est essentiellement statique. Les processus dans nos cellules sont exécutés par des protéines : ce sont elles qui font le véritable travail. Et en comprenant les protéines, nous comprendrons encore mieux le fonctionnement de notre corps.
Le problème de tirer les protéines à travers un trou
Il existe actuellement sur le marché des appareils portables capables de séquencer l’ADN. Ces appareils utilisent la technologie des nanopores : un seul brin d’ADN est tiré à travers un minuscule trou (un nanopore) dans une membrane et, lors de son passage, la séquence des éléments constitutifs du brin d’ADN peut être « lu ».
Des progrès ont été réalisés pour appliquer la même technologie de nanopores aux protéines, mais il n’était pas encore doable de transporter une longue protéine à travers le petit trou de la même manière qu’un brin d’ADN. “C’est comme des spaghettis cuits”, explique Maglia. “Ces longues mèches veulent être désorganisées, elles ne veulent pas être poussées à travers ce petit trou.”
L’ADN uncomplicated brin ressemble aussi un peu à des spaghettis cuits, mais il peut être traversé par un champ électrique car l’ADN lui-même est chargé électriquement. Mais les protéines ont une demand as well as faible et peuvent porter une demand constructive ou négative. “Les protéines et l’ADN sont différents”, explique Maglia, “la technologie doit donc être adaptée”.
Aller dans le sens du courant
Pour transporter une protéine à travers un nanopore, Maglia a utilisé une option de particules (ions) chargées électriquement, qui peuvent être tirées à travers le nanopore avec un champ électrique. Lorsque cela se produit, ils entraînent la protéine. Ce n’était pas du tout anodin de faire fonctionner ce projet, explique Maglia : « nous ne savions pas si le flux serait assez fort. De as well as, ces ions veulent se déplacer dans les deux sens, mais en attachant beaucoup de cost au nanopore lui-même, nous avons pu le rendre directionnel.»
Maglia a conçu un système avec le débit le furthermore fort attainable sans protéines. En collaboration avec des chercheurs de l’Université de Rome Tor Vergata, des simulations informatiques ont été réalisées, qui ont révélé que la pressure de ce flux sur une protéine était similar à la power du champ électrique sur l’ADN. Maglia l’a ensuite essayé sur une protéine difficile : une protéine avec de nombreuses charges négatives, qui lui donneraient envie de se déplacer dans la direction opposée du flux. Mais même dans ce cas, le flux était suffisamment puissant pour attirer la protéine à travers le nanopore. Maglia : « Auparavant, seules les protéines faciles à enfiler étaient analysées. Mais nous nous sommes donné comme take a look at l’une des protéines les as well as difficiles. Et ça a marché !
«Cela prouve qu’il n’y a moreover de limitation fondamentale au séquençage des protéines», déclare Maglia. Avec sa nouvelle startup appelée Portal Biotech, Maglia entend mettre la technologie nanopore de son laboratoire à la disposition des utilisateurs, tels que les laboratoires et les médecins. «Avec ce dernier résultat de recherche, nous disposons de la pièce manquante dont nous avions besoin pour réaliser le séquençage des protéines.»
Pourquoi voudrions-nous séquencer des protéines ?
L’ADN est comme un modèle pour notre corps, mais les protéines sont comme les travailleurs qui effectuent la design proprement dite. Sur la foundation de l’ADN (les recommendations), une gamme de protéines sont formées, qui exécutent diverses fonctions dans tout notre corps. Pour n’en nommer que quelques-uns, les protéines sont responsables de :
- Absorber et libérer de l’oxygène dans notre sang (hémoglobine)
- Défense contre les agents pathogènes (anticorps)
- Transmettre des signaux, par exemple à travers le système nerveux, mais aussi à travers une paroi cellulaire (récepteurs)
Les protéines peuvent également être nocives. Quelques exemples sont le venin de serpents ou d’araignées, ou certains agents pathogènes (tels que des virus).
Nous en savons beaucoup sur le génome humain (notre ADN). En étudiant également les protéines de notre corps, les scientifiques espèrent mieux comprendre le fonctionnement des cellules et ce qui peut provoquer leur dysfonctionnement. En fin de compte, cela peut contribuer à de nouveaux et meilleurs traitements contre les maladies.
