分子阱允许研究单个蛋白质

代尔夫特和慕尼黑理工大学的研究人员发明了一种新型分子陷阱，可以将单个蛋白质固定数小时以研究其自然行为——比以前长一百万倍。新的 NEOtrap 技术使科学家能够使用电流来研究蛋白质的活力性质，这可能会激发生物医学、生物技术等领域的创新。

尽管蛋白质对生命至关重要——例如为你提供阅读本文的视觉和神经连接——但它们改变形状的方式仍然知之甚少。正如 8 月 30 日星期一在Nature Nanotechnology上发表的那样，由代尔夫特理工大学的 Cees Dekker 领导的一个团队开发了一种新技术，称为纳米孔电渗透阱(NEOtrap)，可以比以前更长时间地研究单个蛋白质分子。NEOtrap 允许研究人员测量单个蛋白质如何随时间改变其形状。

就像瓶子上的软木塞

NEOtrap 结合了两种纳米技术：固态纳米孔和 DNA 折纸。纳米孔是科学家用来作为单个分子(如蛋白质)传感器的小孔。由于蛋白质通常在几微秒内通过小孔，因此它们只能被短暂记录。通过用完全由 DNA 构建的纳米球密封纳米孔(!)，研究人员可以将蛋白质锁定数小时，就像软木塞密封一瓶葡萄酒一样。亨德里克·迪茨 (Hendrik Dietz) 和他在慕尼黑技术大学的团队使用一种称为“DNA 折纸”的方法——一种模拟宏观折纸折叠的技术——使用纳米级 DNA 链而不是纸制造了这种纳米球。

该论文的主要作者 Sonja Schmid 作为博士后在 Dekker 的实验室开发了 NEOtrap，他解释说：“这种 DNA 折纸纳米球就像海绵一样，通过纳米孔吸水，将单个蛋白质吸引到纳米孔并将其捕获在那里。这意味着我们可以在很长一段时间内研究该蛋白质。在这项工作中，我们已经证明我们可以区分不同类型的蛋白质，甚至可以区分同一种蛋白质的不同功能形状。”

Cees Dekker 补充道：“这项新技术确实是向前迈出的一大步——我们论文的一位匿名审稿人称其为“纳米孔传感领域最激进的进步之一。”值得注意的是，NEOtrap 使我们能够在没有需要修改感兴趣的分子，而不是以前的技术。例如，这项技术可以帮助研究人员揭示酶和其他重要蛋白质的潜在机制，这些蛋白质改变其形状以促进化学反应。”

NEOtrap 使全球科学家能够进行全新的实验，有可能揭示以前被忽视的蛋白质功能特征，从而激发生物医学、生物技术等领域的创新。Schmid(她现在在瓦赫宁根开设了自己的实验室)和 Dekker 计划在未来几年对单个蛋白质的动力学进行许多后续研究。

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