Mengidentifikasi protein menggunakan nanopori dan superkomputer
Tech

Mengidentifikasi protein menggunakan nanopori dan superkomputer

Jumlah dan jenis protein yang dihasilkan sel manusia memberikan rincian penting tentang kesehatan seseorang dan cara kerja tubuh manusia. Tetapi metode mengidentifikasi dan mengukur protein individu tidak memadai untuk tugas itu, kata para ilmuwan. Tidak hanya keragaman protein yang tidak diketahui, tetapi seringkali asam amino diubah setelah sintesis melalui modifikasi pasca-translasi.

Dalam hasil yang didanai oleh National Science Foundation AS diterbitkan diSains, para peneliti di Delft University of Technology di Belanda dan University of Illinois di Urbana-Champaign telah memperluas keberhasilan DNA nanopore dan memberikan bukti konsep bahwa metode yang sama dimungkinkan untuk identifikasi protein tunggal, mengkarakterisasi protein dengan amino tunggal. resolusi asam dan dalam margin kesalahan kecil.

Pembacaan komposisi protein tunggal dengan ketelitian tinggi dengan menarik protein yang sama melalui nanopori. Kredit gambar: Jingqian Liu

Penguat sel kita, protein adalah rangkaian peptida panjang yang terdiri dari 20 jenis asam amino yang berbeda. Para peneliti menggunakan enzim yang disebut helicase Hel308 yang dapat menempel pada hibrida DNA-peptida dan menariknya, dengan cara yang terkontrol, melalui nanopori biologis yang dikenal sebagai MspA.

Penulis utama Henry Brinkerhoff menyamakan protein dengan kalung dengan manik-manik berukuran berbeda. “Bayangkan Anda menyalakan keran saat Anda perlahan-lahan memindahkan kalung itu ke saluran pembuangan, yang dalam hal ini adalah nanopore,” katanya. “Jika ada butiran besar yang menyumbat saluran, air yang mengalir hanya akan menjadi tetesan; jika Anda memiliki manik-manik yang lebih kecil di kalung tepat di saluran pembuangan, lebih banyak air yang bisa mengalir.”

Dengan memuat media cair dengan helikase, para peneliti bisa mendapatkan banyak pembacaan yang terpisah dan tumpang tindih dari molekul yang sama; mereka dapat “memundurkan” protein dan membaca urutan asam aminonya lagi. Melakukannya mengurangi kesalahan dari 13% menjadi hampir nol.

Untuk memahami asal usul pola ini, tim mengandalkan simulasi superkomputer oleh ahli biologi komputasi Aleksei Aksimentiev, yang dilakukan pada beberapa superkomputer tercepat yang tersedia untuk peneliti akademis: Frontera di Texas Advanced Computing Center; Blue Waters di National Center for Supercomputing Applications; dan Expanse di San Diego Supercomputer Center.

Manish Parashar, direktur Office of Advanced Cyberinfrastructure NSF, menambahkan bahwa “banyak penemuan ilmiah modern kami dimungkinkan oleh infrastruktur cyber yang inovatif. Penemuan bukti konsep baru ini tidak akan mungkin terjadi tanpa sumber daya infrastruktur siber NSF.”

Sumber: NSF



Posted By : pengeluaran hk hari ini