Chirlmin Joo ontvangt VICI-subsidie voor het één voor één identificeren van eiwitten

Onderzoeker Chirlmin Joo van de TU Delft krijgt een VICI-subsidie voor het ontwikkelen van een methode om eiwitten één voor één te sequencen. Hij krijgt 1,5 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).

Werkpaarden

Eiwitten zijn de werkpaarden in alle levende cellen en vormen de basis van alle levende systemen. Om biologische processen volledig te begrijpen, is het van cruciaal belang de eiwitten in cellen te kunnen identificeren en kwantificeren. Dit kan worden gedaan door sequencing: de bepaling van de aminozuurvolgorde van een eiwit, aangezien elk eiwit een unieke aminozuurvolgorde heeft.

De praktische uitvoering van eiwitsequencing blijft echter een enorme uitdaging. Een kleine steekproefgrootte, met de grote aantallen cellulaire eiwitten, en de noodzaak om 20 verschillende aminozuren te onderscheiden zijn slechts enkele van de obstakels die ons vermogen om eiwitten te sequencen momenteel beperken. Bovendien kunnen eiwitten niet buiten de cel worden geamplificeerd , in tegenstelling tot DNA en RNA, wat de sequencing bemoeilijkt.

Eenvoudig

Joo stelt daarom een nieuwe sequencing-techniek voor die het eiwitprofiel onderzoekt om de sequentie te ontrafelen. Deze voorgestelde nieuwe methode (FRET X) zal de sequencing-taak mogelijk maken op single-molecule niveau. Met de nieuwe techniek kan een enkel eiwit vele malen worden onderzocht, waardoor de techniek nauwkeuriger en gemakkelijker toepasbaar wordt voor biowetenschappen en geneeskunde. Joo verwacht dat dit tot een revolutie kan leiden in de biofysica, biotechnologie en gezondheidszorg.

FRET X

Joo zal een nieuw ultrahoge-resolutieconcept ontwikkelen op het gebied van single-molecule FRET (Forster resonance energy transfer) detectie, genaamd FRET X. FRET is de overdracht van energie tussen fluorescerende atoomgroepen, die plaatsvindt wanneer zij zich binnen enkele nanometers van elkaar bevinden. FRET maakt het mogelijk om afstandsinformatie te verkrijgen over verschillende punten op, in dit geval, een eiwit. 

De efficiëntie van deze overdracht is gevoelig voor zeer kleine afstandsveranderingen, waardoor FRET een uitstekende liniaal is voor het peilen van biologische systemen. De nieuwe FRET X techniek zal gebruik maken van de binding van DNA-strengen die zijn gelabeld (met donor- en acceptorfluoroforen) om FRET-fingerprints op te bouwen. FRET X zal gegevens met een hogere resolutie genereren dan de standaard FRET-techniek, die vervolgens zullen worden vergeleken met eiwitdatabases voor sequentievoorspelling.