Minimal DNA Nanopores for Electrical Sensing of Proteins

用于蛋白质电传感的最小 DNA 纳米孔

基本信息

  • 批准号:
    EP/N009282/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 51.65万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2016 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Proteins are of paramount importance in our lives. They carry out the main functions in our bodies and control our movement, energy conversion, immune defence, and thinking. In medicine, functionally aberrant proteins cause disease. The proteins can, however, be targeted by drugs to cure cells. Enzymes are also of biotechnological importance in the cost-efficient synthesis of drug molecules or for the energy-saving cleaning of fabrics.Detecting and analysing proteins is the first step towards predicting diseases, developing cures, and engineering proteins for industry. The analysis of proteins improves our understanding their structure, dynamics, and function. Ideally, sensing of proteins should be simple and fast and be conducted using inexpensive and portable equipment. This increase research efficiency and opens up point-of-care sensing in diagnosis and homeland security.This project will provide a new way to sense proteins in a portable yet scientifically accurate fashion thereby overcoming problems of existing approaches. Classical approaches have issues such as the requirement to label the proteins with a fluorescent tag which can interfere with the structure and function of the proteins. Optical detection can also increase the weight and cost of the analytical device. Another limitation of conventional sensing approaches is that they average over millions of molecules and have difficulties to detect biologically important sub-groups.We will develop a new approach to sense proteins in a label and optics-free electrical fashion using portable equipment capable of uncovering proteins down to the level of individual molecules. The proposed strategy is currently being used for DNA strand sequencing. Our industry partner Oxford Nanopore Technologies has developed a hand-held device for genome sequencing. The analytes are detected when individual strands pass through nanoscale pores in a thin membrane. The temporary blockade of the pores alters the electronic read-out signal similar to the reduction of water flow when a stone is inside a tube. We will be able to sense proteins which are wide enough to accommodate proteins. The new pores will be composed of DNA stands, thereby exploiting the exquisite ability of DNA to function as a nanoscale construction material. Chemical modification will be key to achieve the functional performance of the pores. To maximise the benefit for academia, industry and society, we will strongly collaborate with our commercial partner to test the new pores in the portable electrical sensing devices.
蛋白质在我们的生活中至关重要。它们执行我们身体的主要功能,控制我们的运动,能量转换,免疫防御和思维。在医学上,功能异常的蛋白质会导致疾病。然而,这些蛋白质可以被药物靶向治疗细胞。酶在药物分子的低成本合成或织物的节能清洁方面也具有生物技术的重要性。检测和分析蛋白质是预测疾病、开发治疗方法和为工业设计蛋白质的第一步。蛋白质的分析提高了我们对它们的结构、动力学和功能的理解。理想情况下,蛋白质的检测应该是简单和快速的,并使用廉价和便携式设备进行。这提高了研究效率,并开辟了诊断和国土安全的即时检测。该项目将提供一种新的方法,以便携但科学准确的方式检测蛋白质,从而克服现有方法的问题。经典方法存在问题,例如需要用荧光标签标记蛋白质,这会干扰蛋白质的结构和功能。光学检测也会增加分析装置的重量和成本。传统的传感方法的另一个局限性是,它们平均超过数百万个分子,并且难以检测生物学上重要的亚组。我们将开发一种新的方法,使用能够揭示蛋白质到单个分子水平的便携式设备,以标签和光学自由电子的方式来检测蛋白质。该策略目前正用于DNA链测序。我们的行业合作伙伴Oxford Nanopore Technologies开发了一种用于基因组测序的手持设备。当单个链通过薄膜中的纳米级孔时,分析物被检测到。孔的暂时阻塞改变了电子读出信号,类似于当石头在管内时水流的减少。我们将能够感知到足够宽的蛋白质,以容纳蛋白质。新的孔隙将由DNA支架组成,从而利用DNA作为纳米结构材料的精致能力。化学改性将是实现孔功能性能的关键。为了最大限度地提高学术界、工业界和社会的利益,我们将与我们的商业合作伙伴密切合作,测试便携式电子传感设备中的新孔隙。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic Interactions between Lipid-Tethered DNA and Phospholipid Membranes.
Unfolding the path to nanopore protein sequencing.
展开纳米孔蛋白质测序之路。
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    38.3
  • 作者:
    Dorey A
  • 通讯作者:
    Dorey A
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022-04-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
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知道了