À Cergy, le sel aide un nanopore à reconnaître des peptides jumeaux

Au LAMBE, à Cergy, des chercheurs travaillent depuis plus de dix ans à transformer un minuscule canal biologique en instrument de lecture des protéines. Leur dernière publication montre qu’un élément apparemment banal, le sel de la solution, peut aider ce nanopore à reconnaître deux molécules presque jumelles.

Les deux peptides étudiés comptent treize acides aminés. Ils proviennent de l’alpha-synucléine, une protéine notamment étudiée dans la maladie de Parkinson. Leur composition et leur masse sont identiques. Seul change l’ordre des acides aminés. Leur masse ne suffit donc pas à les départager.

L’équipe utilise l’aérolysine, une protéine naturelle qui forme un canal nanométrique dans une membrane. Une tension électrique fait circuler des ions à travers ce pore. Lorsqu’un peptide s’y engage, il réduit brièvement le courant. L’intensité et la durée de cette perturbation composent une sorte d’empreinte électrique.

Lorsque le peptide occupe presque toute la zone sensible du pore, les signaux se rapprochent et deviennent difficiles à séparer. Les chercheurs ont alors changé les ions présents autour des molécules. Le potassium et le sodium favorisent des formes plus allongées, tandis que le lithium et le calcium les rendent plus compactes. Ces différences de conformation modifient suffisamment les empreintes pour séparer presque entièrement leurs signatures électriques dans les meilleures conditions expérimentales.

Des mesures de mobilité ionique par spectrométrie de masse et des simulations moléculaires ont conforté cette interprétation. Le nanopore ne détecte donc pas seulement un volume ou une masse. Il devient sensible à la manière dont une molécule se replie et occupe son canal. La nouveauté tient aussi au procédé : l’équipe améliore la discrimination sans transformer génétiquement le pore, en agissant sur son environnement.

Cette publication prolonge une série de travaux menés par le groupe. En 2018, des membres de la même équipe avaient distingué des peptides ne différant que par un seul acide aminé. Deux ans plus tard, ils avaient mesuré la réponse des vingt acides aminés naturels avec l’aérolysine, dont treize donnaient des signaux directement identifiables. En 2022, une méthode fondée sur les fragments produits par une enzyme avait permis de reconnaître trois protéines modèles.

Le résultat de 2026 ne permet pas encore d’analyser ou de séquencer une protéine intacte. Il porte sur deux peptides choisis, dans des solutions contrôlées, et ne démontre pas encore une application médicale ou l’analyse de prélèvements biologiques complexes. Il résout toutefois une difficulté plus précise : conserver un pouvoir de discrimination lorsque deux molécules ont la même masse et remplissent presque entièrement le détecteur.

Le LAMBE réunit pour cela des chercheurs de CY Cergy Paris Université, de l’université d’Évry Paris-Saclay et du CNRS. Plusieurs membres de l’équipe implantée à Cergy ont produit le nanopore, conduit les expériences et coordonné l’étude. Leur nouvelle capacité tient à un réglage ionique précis : faire du liquide qui entoure le pore une partie du capteur.