Oxford Üniversitesi öncülüğünde bir bilim ekibi, protein yapılarındaki değişiklikleri tespit etmede devrim niteliğinde bir başarıya imza attı. Nature Nanotechnology dergisinde yayınlanan bu yöntem, tek molekül seviyesinde, uzun protein zincirlerinin derinliklerine kadar yapısal değişiklikleri belirlemek için yenilikçi nanopore teknolojisi kullanıyor.
Protein zincirleri mühendislikle geliştirilmiş bir nanopore vasıtasıyla besleniyor, yapıdaki ince değişiklikler minik elektrik akımlarının modülasyonu ile tespit ediliyor. Bu yöntem, protein varyantlarının hastalıklarla nasıl ilişkilendirildiğini anlamamızı dönüştürebilir ve yerinde tanı koyma imkanı sunabilir.
Bu dev atılımın arkasındaki ekip, nanopore DNA/RNA dizileme teknolojisine dayalı bir protein analizi yöntemi geliştirmeyi başardı. Bu yaklaşım, suyun yön değiştirici akışıyla 3D proteinleri lineer zincirlere dönüştürüp, sadece tek bir amino asit molekülünün geçebileceği kadar dar olan tiny poreslardan geçiriyor. Yapısal varyasyonlar, nanopore boyunca uygulanan elektrik akımındaki değişiklikleri ölçerek belirleniyor. Farklı moleküller, akımda farklı kesintilere neden olarak kendilerine özgü bir imza bırakıyor.
Ekip, bu yöntemin, protein zincirlerinin 1.200 kalıntı üzerinde üç farklı PTM modifikasyonunu (fosforilasyon, glutasyonilasyon ve glukozilasyon) tek molekül seviyesinde tespit etmedeki etkinliğini başarıyla gösterdi. Etiket, enzim veya ek reaktif kullanılmasına gerek duyulmamıştır.
Araştırma ekibine göre, yeni protein karakterizasyon yöntemi, mevcut taşınabilir nanopore dizileme cihazlarına kolayca entegre edilebilir. Bu da tek hücrelerin ve dokuların protein envanterlerini hızla oluşturmayı mümkün kılabilir. Kanser ve nörodejeneratif hastalıklar da dahil olmak üzere belirli protein varyantlarının kişiselleştirilmiş tespitini mümkün kılabilir.
Bu başarı, sadece hastalıklarla ilgili özel proteinlerin incelenmesine olanak tanımakla kalmayıp, hücre içi süreçlere ve hastalık mekanizmalarına daha derin içgörüler kazandırmak için hücre içindeki protein varyantlarının genişletilmiş envanterlerini oluşturmanın potansiyelini de barındırıyor.
Bu çalışma, Oxford Nanopore Teknolojileri’nin yanı sıra, King’s College London ve Francis Crick Enstitüsü’ndeki mekanobiyolog Sergi Garcia-Maynes’in araştırma grubu ile işbirliği içinde gerçekleştirildi.
Oxford Üniversitesi, dünya çapında bilimsel ve teknolojik ilerlemelerde itici bir güç olarak, inovasyon yoluyla dünya ekonomisine, topluma ve yaşamlara dönüştürücü bir etki sağlamaya devam ediyor. Bu buluş, hem bilimsel anlayışımızı artırabilir hem de kişiselleştirilmiş tıp, tanı ve terapötik müdahaleler için yeni yollar açabilir.