Oeiras, 27th October 2025

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RamanProSeq, coordinated by the University of Oulu (Finland), is one of the 44 selected projects in 2025’s European Innovation Council (EIC) Pathfinder call, which funds innovative and disruptive ideas with high impact. James Yates, researcher at ITQB NOVA, is member of the consortium.

Awarded with a €3 million grant, the project “RamanProSeq - Plasmonic nanopore technologies for automatic manipulation and Raman spectroscopic sequencing of single proteins” addresses one of the most pressing technological gaps in biomedical science: the need for sensitive, scalable, and accurate way to sequence proteins. Its aim is to produce a device that will usher in an era of cheap, accessible diagnostics for all.

The human proteome is the full set of proteins that our body expresses. By studying these proteins, we can get a detailed picture of our health, track how diseases develop and see how treatments are working. However, it is still very difficult to do this. Unlike DNA, proteins cannot be copied or amplified, which makes their small amounts difficult to detect. Sequencing proteins is also harder because they can have up to 20 different building blocks, called amino acids, that are difficult to tell apart with current tools, as opposed to 4 DNA bases.

Over the next three years, the project’s research team will be working on creating a new optical technology that can read protein molecules with more than 99.9% accuracy, even when only tiny amounts of protein are present. The idea is to unfold each protein and pass it through a hole of only a few nanometers, called a nanopore. As each amino acid moves through the pore, it will give off a unique optical signal, allowing scientists to tell them apart. By repeating the process several times, the technology can accurately read the full sequence of each protein. “Amusingly, this should also work for DNA. If the project is successful, we will probably have built a better DNA sequencer while en route to our protein sequencing device”, explains James Yates.

A wafer containing suspended devices (similar to those that will be made during RamanProSeq) made by James Yates in the cleanroom at the Center for Nanophase Materials Sciences (CNMS) at Oak Ridge National Laboratory (ORNL).

“A lot of the work that I have done over the last six or seven years has been based around the idea that we could use nanopores to build cheap, portable real time sequencing devices that would have applications from diagnostics, to food testing, to monitoring water quality, to virus detection in pandemic early warning systems. It is fantastic that the reviewers feel similarly and that we are going to be able to build something that really could make a difference”, adds the researcher.

Over the long term, the proposed approach promises to address another fundamental challenge of modern medicine: the detection of modifications proteins go through after they are made, which can play a key role in many diseases.

The project is led by the University of Oulu (Finland) and brings together a broad and complementary range of expertise from Istituto Italiano di Tecnologia, Nottingham Trent University, RWTH Aachen University, University of Eastern Finland, and Universidade Nova de Lisboa. “I am really looking forward to working with a group of really talented people”, concludes James.

Nick Lavrik (Staff Scientist, CNMS) and James Yates making suspended devices in the cleanroom.

The Pathfinder programme supports visionary ideas for radically new technologies, promoting high-risk/high-gain interdisciplinary collaborations. In 2025, the European Innovation Council (EIC) has received an unprecedented 2,087 project proposals from 71 countries. 

[PT]

Um método de diagnóstico para todos: este é o foco do novo projeto EIC Pathfinder

James Yates, investigador do ITQB NOVA, lidera um grupo de trabalho num projeto que visa desenvolver uma tecnologia com potencial para transformar a medicina personalizada, a deteção precoce de doenças, como o cancro e as doenças infeciosas, bem como a biologia fundamental.

O RamanProSeq, coordenado pela Universidade de Oulu (Finlândia), é um dos 44 projetos selecionados no mais recente concurso Pathfinder do Conselho Europeu de Inovação (EIC), que financia ideias inovadoras e disruptivas com elevado impacto. James Yates, investigador do ITQB NOVA, é membro do consórcio.

Premiado com uma bolsa de aproximadamente 3 milhões de euros, o projeto RamanProSeq procura colmatar uma das maiores lacunas da tecnologia biomédica: um método sensível, escalável e rigoroso de sequenciar proteínas. A ideia é criar um dispositivo capaz de abrir caminho para diagnósticos acessíveis e económicos para todos.

O proteoma humano é o conjunto completo de proteínas que o nosso corpo expressa. Ao estudar estas proteínas, podemos obter uma imagem detalhada da nossa saúde, acompanhar o desenvolvimento de doenças e determinar a eficácia dos tratamentos. No entanto, esta análise é ainda muito difícil. Ao contrário do DNA, as proteínas não podem ser copiadas ou amplificadas, o que torna difícil trabalhar com as suas pequenas quantidades. Sequenciar proteínas é também mais difícil porque elas podem ter até 20 “blocos de construção” diferentes, chamados aminoácidos, que são difíceis de distinguir com as ferramentas atuais, ao contrário das 4 bases do DNA.

Nos próximos três anos, a equipa deste novo projeto vai desenvolver uma tecnologia capaz de ler moléculas de proteínas com mais de 99,9% de precisão, mesmo em quantidades muito pequenas. A ideia é desdobrar cada proteína e passá-la por um canal de apenas alguns nanómetros, chamado nanoporo. À medida que os aminoácidos passam por este canal é emitido um sinal ótico único que permite que os cientistas os distingam. Ao repetir este processo, a tecnologia consegue determinar com precisão a sequência completa de cada proteína. “Curiosamente, este método poderá também ser aplicado ao DNA. Se o projeto for bem-sucedido, é provável que venhamos a ter uma forma mais eficiente de sequenciar o material genético, enquanto avançamos com o dispositivo de proteínas”, explica James Yates.

Um wafer com dispositivos suspensos (semelhantes aos que serão fabricados no RamanProSeq) fabricado por James Yates no Center for Nanophase Materials Sciences (CNMS) no Oak Ridge National Laboratory.

“Muito do trabalho que desenvolvi nos últimos seis ou sete anos baseou-se na ideia de que poderíamos usar nanoporos para construir dispositivos de sequenciamento em tempo real baratos e portáteis com aplicações desde diagnósticos, testes alimentares, monitorização da qualidade da água, e até deteção de vírus em surtos com potencial pandémico. É fantástico ver que os revisores partilham da mesma opinião e que vamos conseguir criar algo que realmente faça a diferença”, acrescenta o investigador.

A longo prazo, esta abordagem promete responder a outro desafio da medicina moderna: a deteção de modificações pelas quais as proteínas passam após serem produzidas e que desempenham um papel fundamental em muitas doenças.

O projeto é liderado pela Universidade de Oulu (Finlândia) e, para além da Universidade Nova de Lisboa, reúne especialistas do Istituto Italiano di Tecnologia, da RWTH Aachen University, e da University of Eastern Finland. “Estou realmente entusiasmado por trabalhar com um grupo de pessoas tão talentosas”, conclui James.

Nick Lavrik (CNMS) e James Yates a fabricar dispositivos suspensos na sala limpa.

O programa Pathfinder apoia projetos dedicados ao desenvolvimento de tecnologias e soluções científicas avançadas, inovadoras e disruptivas. Em 2025, o Conselho Europeu de Inovação (EIC) recebeu um número sem precedentes de 2087 propostas de 71 países.