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Single molecule protein sequencing using biological nanopores

Projektbeschreibung

Eine neuartige Methode für die Proteinsequenzierung

Posttranslationale Proteinmodifikationen (PTM) verleihen Proteinen die für lebende Organismen entscheidende umfangreiche funktionale Variation. Der Nachweis dieser Modifikationen mithilfe von Sequenzierung und Massenspektrometrie hat jedoch Grenzen: Beide Techniken sind arbeitsintensiv, erfordern eine umfangreiche Probenvorbereitung und können weder seltene Proteine erfassen noch Daten auf Einzelzellebene liefern. Darum wollen die Forschenden des EU-finanzierten Projekts SMPSBN eine der Nanopore-DNA-Sequenzierung ähnliche Methode für den Nachweis der posttranslationalen Proteinmodifikation mit hohem Durchsatz und Einzelmolekülempfindlichkeit entwickeln. Den Erwartungen zufolge wird die dann entwickelte Technologie die Proteomikforschung revolutionieren und den Weg für die Verwendung in der Klinik ebnen.

Ziel

Despite the importance of post-translational variation to the function of proteins in a living organism, sequencing proteins to study these variations is still a costly and time-consuming process, with intrinsic limitations. Protein sequencing and detection of post-translational modifications (PTMs) by mass spectrometry, the current gold standard, requires extensive sample preparation and large sample sizes, and possesses a limited dynamic range with respect to sample concentration. These limitations severely restrict its application to biological and clinical problems. A robust method for sequencing proteins and detecting PTMs at the single-molecule level would be revolutionary for proteomics research, allowing biologists to quantify low-abundance proteins as well as distributions and correlations of PTM patterns, all at a single-cell level. I propose a first-of-kind method for protein sequencing with applications in fundamental biology, cancer immunotherapy, and pharmaceutical development. This method uses biological nanopores in a manner similar to nanopore DNA sequencing, an established single-molecule sequencing technology capable of high throughput and single-molecule sensitivity. Developing this method for protein sequencing comes with many significant challenges, which will be addressed over the course of the proposed research.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Koordinator

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Netto-EU-Beitrag
€ 187 572,48
Gesamtkosten
€ 187 572,48