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近日，華東理工大學科研團隊在蛋白納米孔道結構的靈敏位點研究方面取得突破性進展，以“Mapping the sensing spots of aerolysin for single oligonucleotides analysis”為題發(fā)表在了《Nature Communications》雜志上，論文鏈接：http://www.nature.com/articles/s41467-018-05108-5。

自2016年龍億濤科研團隊發(fā)現(xiàn)并證實蛋白納米通道Aerolysin在單分子核酸檢測上展現(xiàn)出高分辨能力以來，已被多個課題組推廣應用于單個生物分子檢測研究。然而其對單個堿基高靈敏識別的原理尚未被闡明。在缺少Aerolysin高分辨結構的情況下，課題組經(jīng)過三年努力，通過巧妙設計DNA分子序列并結合分子動力學模擬成功解析了Aerolysin對于核酸檢測的靈敏位點。

該研究工作通過設計不同長度的寡聚核苷酸精準測量了Aerolysin的通道長度，并通過生物素-鏈霉親和素綁定體系確認了寡聚核苷酸在進孔方向上的信號；進而，基于在不同位置堿基缺失的寡聚核苷酸鏈的細節(jié)差異，確定了Aerolysin孔道中對寡聚核苷酸檢測的兩個靈敏位點，它們分別是220位的精氨酸和238位的賴氨酸，特別是靠近孔口的220位點對于核酸檢測極高的靈敏性。正是這些靈敏點的關鍵作用使得Aerolysin能夠在混合體系中實現(xiàn)對四種堿基及甲基化胞嘧啶、氧化鳥嘌呤等損傷堿基的識別。隨后的分子動力學模型進一步證實了220位點與238位點在尺寸上起到的關鍵作用。以上研究提高了對Aerolysin孔道靈敏點的位阻效應以及寡聚核苷酸與孔內氨基酸的弱相互作用的認識，為設計功能化Aerolysin納米孔道提供了指導，以實現(xiàn)多種DNA損傷的同時檢測、microRNA的精準分析，以及在多肽分子動態(tài)構象分析，蛋白質測序等方面的應用。

本工作由龍億濤課題組研究生曹嬋、李孟寅、王雅倩通過三年的努力設計實驗并獲得了實驗結果，在Aerolysin結構學專家瑞士EPFL Matteo Dal Peraro教授的指導下搭建了Aerolysin孔道分子動力學模型，并得到了田禾院士大力支持和細心指導。該研究工作獲得國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體、重大科研儀器研制專項，高等學校學科創(chuàng)新引智計劃的資助。