近年來(lái)，納米孔技術(shù)在蛋白質(zhì)測(cè)序領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，例如基于核酸酶或解折疊酶輔助的蛋白質(zhì)測(cè)序方法備受學(xué)界關(guān)注。然而，這兩種方法在蛋白質(zhì)測(cè)序應(yīng)用領(lǐng)域仍存在重大技術(shù)瓶頸，尤其是生成高精度可分辨的臺(tái)階信號(hào)方面相距基于納米孔的核酸測(cè)序技術(shù)還有一定差距。臺(tái)階信號(hào)在納米孔測(cè)序技術(shù)中具有關(guān)鍵作用，其將連續(xù)的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行序列分辨的離散的“階梯”模式，顯著簡(jiǎn)化了后續(xù)信號(hào)處理流程。但是，既往納米孔蛋白質(zhì)測(cè)序研究主要聚焦于兩大技術(shù)維度：一是多肽移位速率的精準(zhǔn)調(diào)控，二是納米孔傳感靈敏度的優(yōu)化提升。然而，在實(shí)現(xiàn)顯著可區(qū)分臺(tái)階信號(hào)的穩(wěn)定生成方面，系統(tǒng)性研究仍屬空白，相關(guān)機(jī)制研究亟待突破。

作者在納米孔多肽測(cè)序中發(fā)現(xiàn)，多肽測(cè)序的引導(dǎo)核酸接頭信號(hào)與多肽信號(hào)交界處會(huì)產(chǎn)生顯著毛刺信號(hào)，且該信號(hào)與多肽氨基酸突變存在相關(guān)性。為闡明帶電性氨基酸突變影響毛刺信號(hào)特征的機(jī)制，作者創(chuàng)新性地提出了DNA彈簧振蕩模型，并基于該模型系統(tǒng)揭示了不同帶電性氨基酸及其突變位置導(dǎo)致信號(hào)差異的本質(zhì)原因。

為驗(yàn)證模型的合理性，作者通過(guò)三方面實(shí)驗(yàn)獲得關(guān)鍵證據(jù)：（1）通過(guò)檢測(cè)核酸引導(dǎo)接頭-多肽偶聯(lián)物末端核苷酸信號(hào)丟失，初步證實(shí)DNA具有彈簧特性；（2）通過(guò)引入柔性C6-spacer修飾改變ssDNA性質(zhì)，進(jìn)一步支持DNA彈簧模型；（3）通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬不僅直接觀測(cè)到DNA彈簧振蕩行為，還發(fā)現(xiàn)不帶電多肽在納米孔中呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)卷曲/伸展構(gòu)象，這種不穩(wěn)定構(gòu)象導(dǎo)致臺(tái)階電流信號(hào)難以形成；而強(qiáng)負(fù)電性多肽則保持拉伸固定狀態(tài)，產(chǎn)生明顯臺(tái)階信號(hào)。

基于上述發(fā)現(xiàn)，作者篩選能形成穩(wěn)定臺(tái)階信號(hào)的多肽進(jìn)行研究，證實(shí)拉伸固定構(gòu)象可顯著提高納米孔檢測(cè)的單氨基酸分辨率。由此首次提出：多肽在納米孔中保持拉伸固定構(gòu)象是實(shí)現(xiàn)單氨基酸分辨納米孔蛋白質(zhì)測(cè)序的必要條件。