Белковое секвенирование остаётся одной из самых сложных задач современной молекулярной биологии, в отличие от хорошо отработанных методов секвенирования ДНК и РНК.

Но недавно группа китайских исследователей из Нанкинского университета предложила новый метод, использующий нанопору MspA с иммобилизованными ионами никеля для распознавания пептидов. В отличие от классического подхода, где молекулы проходят через пору насквозь, в этом методе пептид «пришпиливается» к иону никеля в устье поры на время от десятков миллисекунд до секунд. Этого времени достаточно, чтобы измерить уникальный электрический сигнал, который отражает последовательность аминокислот в пептиде.

Применяя машинное обучение для анализа сигналов, авторы смогли распознать все 20 протеиногенных аминокислот, посттрансляционные модификации и даже пептиды длиной до 39 остатков. Метод позволяет детектировать мутации, например, в неоантигенах BRAF и KRAS, а также идентифицировать биологически активные пептиды. Главным достижением стала демонстрация возможности сборки полной последовательности пептида по перекрывающимся фрагментам, полученным при гидролизе трипсином и термолизином.

Хотя метод пока ограничен длиной пептидов и требует больших обучающих выборок для машинного обучения, он открывает принципиально новые возможности для прямого анализа белков и пептидов на уровне одиночных молекул. В отличие от масс-спектрометрии, этот подход потенциально способен работать со сложными смесями без предварительного разделения и может стать основой для диагностики, мониторинга терапии и фундаментальных исследований.

Авторы подчёркивают, что их разработка особенно перспективна для детекции мутантных пептидов и модифицированных форм, связанных с возрастными и онкологическими заболеваниями. Однако для внедрения в клиническую практику потребуется решить вопросы пропускной способности и адаптации метода к неочищенным биологическим образцам. Тем не менее, работа демонстрирует, что нанопоровое секвенирование белков может стать реальностью уже в ближайшем десятилетии, дополнив и, возможно, частично заменив существующие протеомные технологии.