华盛顿大学和微软研究人员开发出“nanopore-tal”，使细胞能够与计算机对话

基因编码的报告蛋白一直是生物技术研究的支柱，使科学家能够跟踪基因表达，了解细胞内过程和调试工程基因电路。

但依赖荧光和其他光学方法的传统报告方案存在实际局限性，现在，华盛顿大学和微软的研究人员已经对这些复杂的生物系统内部发生的事情创建了一个“纳米孔”，使科学家们能够以全新的视角观察报告蛋白。 

该团队引入了一类新的报告蛋白，可以通过市售的纳米孔传感设备直接读取。新系统——被称为“Nanopore-addressable protein Tags Engineered as Reporters”或“NanoporeTERs”——可以检测细菌和人类细胞培养物中的多种蛋白质表达水平，远远超出现有技术的能力。

该研究于 8 月 12 日发表在Nature Biotechnology 上。

新技术基本上让这些细胞能够以新的细节、规模和效率水平与计算机‘对话’他们周围发生的事情，这将实现比我们以前所做的更深入的分析。

NanoporeTERs 被设计为携带由氨基酸串组成的不同蛋白质“条形码”，当组合使用时，允许至少十倍的多路复用可能性。 

这些合成蛋白质在细胞外分泌到周围环境中，研究人员可以在那里使用市售的纳米孔阵列收集和分析它们。在这里，该团队使用了 Oxford Nanopore Technologies MinION 设备。 

研究人员设计了带有带电“尾巴”的 NanoporeTER 蛋白质，以便它们可以通过电场被拉入纳米孔传感器。然后该团队使用机器学习对每个 NanoporeTER 条形码的电信号进行分类，以确定每种蛋白质的输出水平。

作为概念证明，该团队开发了一个包含 20 多个不同 NanoporeTERs 标签的库。

目前正在努力将 NanoporeTER 的数量扩大到数百、数千甚至数百万，因为拥有的数据越多可以追踪的东西就越多。

这项研究成果对单细胞蛋白质组学的研究具有巨大潜力，可能改变游戏规则，因为我们有能力进行多重生物传感以诊断疾病，甚至将治疗靶向身体内部的特定区域。

这些研究人员以前曾对 MinION 设备进行过新颖的使用，当时他们开发了一种分子标记系统来取代传统的库存控制方法。该系统依赖于包含合成 DNA 链的条码，这些条码可以使用便携式阅读器按需解码。 

这一次，团队更进一步。

这是第一篇展示商业纳米孔传感器设备如何重新用于除最初设计的 DNA 和 RNA 测序以外的应用的研究成果。你可以想象有一天可以选择相对便宜且广泛的‘分子应用程序’在传统基因组学之外可用。

这项研究由美国国家科学基金会、美国国立卫生研究院和牛津纳米孔技术公司赞助的研究协议资助。 获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com