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耿佳、逯光文研究员团队在Nature Communications报导新型纳米孔传感系统 2019.11.11

近日,我院实验医学科和生物治疗国家重点实验室耿佳研究员、生物治疗国家重点实验室逯光文研究员与西安交通大学理学院张磊教授联合上海交通大学、河南大学等单位在国际期刊《自然·通讯》(Nature Communications,IF:11.878)上发表题为Active DNA unwinding and transport by a membrane-adapted helicase nanopore的研究论文。报道了一种全新类型的蛋白质纳米孔道,展示出跨膜解旋和转运双链核酸、及跨细胞膜投递和传感的应用潜力。

生物治疗国家重点实验室博士研究生孙柯、赵长健、曾小峻、陈悦嘉和姜鑫为该论文的共同第一作者,耿佳研究员、逯光文研究员与张磊教授为通讯作者,四川大学彩帝彩票平台医院为第一作者单位。

现代精准医学、基因组学和分子诊断对基因测序技术提出了新型、快速、便捷的需求。第三代测序技术的代表纳米孔单分子测序具有长度长、免扩增、低成本和实时读取等独特优势。然而,当前我国纳米孔测序技术研究仍处于起步阶段,创新、高效、具有自主知识产权的纳米孔传感器仍亟待开发。

研究合作团队利用单分子检测技术、生物物理学和结构生物学方法,从功能和需求进行源头创新设计,构建了基于牛乳头瘤病毒解旋酶E1的全新类型蛋白质纳米孔。该解旋纳米孔为内径1.3纳米左右的蛋白质六聚体,通过将其融合于磷脂双层膜形成解旋纳米孔-平面磷脂膜复合体,实时检测了单链DNA的跨膜转运,并在保持其解旋活性的同时实现了双链核酸解旋步骤的单分子水平实时观测。该研究进一步将解旋纳米孔作为细胞探针与单个活细胞的细胞膜进行融合,构建了外源性仿生通道,实现了跨细胞膜物质投递与提取的实时记录,也为肿瘤成像和药物投递提供了新的方法。

该项研究得到了国家重点研发计划“纳米科技”重点专项等的支持,成果实现了我国纳米孔技术关键领域的原始创新,为发展新型纳米孔测序系统、细胞传感和分子诊疗技术提供了有力工具。

原文链接:http://doi.org/10.1038/s41467-019-13047-y

作者:刘超男 编辑:史杰蔚 周亮 来源:实验医学科
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