RNA -mikrochips

Ribonukleinsyre (RNA) er, sammen med DNA og protein, en af ​​de tre primære biologiske makromolekyler og var sandsynligvis den første, der opstod i tidlige livsformer. I "RNA -verden" -hypotesen, RNA er i stand til at støtte livet alene, fordi det både kan gemme information og katalysere biokemiske reaktioner. Selv i det moderne liv, de mest komplekse molekylære maskiner i alle celler, ribosomerne, er hovedsageligt lavet af RNA. Kemikere ved det kemiske fakultet ved University of Vienna og ved McGill University har udviklet en ny syntetisk tilgang, der gør det muligt at syntetisere RNA cirka en million gange mere effektivt end tidligere muligt.

RNA er allestedsnærværende i celler. Det er ansvarligt for at sende information ud af kernen, regulering af genekspression og syntetisering af proteiner. Nogle RNA -molekyler, især i bakterier, katalyserer også biokemiske reaktioner og registrerer miljøsignaler.

Den kemiske syntese af DNA og RNA går tilbage til de tidlige dage af molekylærbiologi, især Nobelpristagerens Har Gobind Khoranas bestræbelser i begyndelsen af ​​1960'erne på at tyde den genetiske kode. I årenes løb, kemien er forbedret betydeligt, men RNA-syntese er forblevet meget vanskeligere og langsommere på grund af behovet for en ekstra beskyttelsesgruppe på 2'-hydroxy af ribosesukker i RNA. Kemikere ved Institut for Uorganisk Kemi ved Fakultet for Kemi ved University of Vienna og ved McGill University har nu været i stand til at bringe RNA -syntese et stort skridt fremad.

Halvlederteknologi og syntese

For at øge synteseeffektiviteten, kemikerne sluttede sig til to nøglebegreber:fotolitografisk fremstillingsteknologi fra halvlederfremstilling og udviklingen af ​​en ny beskyttelsesgruppe.

Først, kemikerne tilpassede den fotolitografiske fremstillingsteknologi fra halvlederchipsindustrien, almindeligvis brugt til fremstilling af integrerede kredsløb, til kemisk syntese af RNA. Biologisk fotolitografi gør det muligt at producere RNA -chips med en densitet på op til en million sekvenser pr. Kvadratcentimeter. I stedet for at bruge langt ultraviolet lys, som bruges til fremstilling af computerchips til ætsning og doping af silicium, forskerne bruger UV-A lys. "Kortbølge ultraviolet lys har en meget destruktiv effekt på RNA, så vi er begrænset til UV-A-lys i syntesen ”forklarer Mark Somoza, fra Institut for Uorganisk Kemi.

Ud over den innovative brug af fotolitografi, forskerne var også i stand til at udvikle en ny beskyttelsesgruppe for RNA 2'-hydroxylgruppen, der er kompatibel med fotolitografisk syntese. Den nye beskyttelsesgruppe er r (ALE), hvilket også giver meget høje udbytter (over 99 procent) i koblingsreaktionerne mellem de tilsatte RNA -monomerer i forlængelsen af ​​RNA -strengen. "Kombinationen af ​​høj synteseudbytte og let håndtering gør det muligt at forudse forberedelse af længere, og funktionel, RNA -molekyler på mikrochips "sagde Jory Liétard, post-doc for gruppen af ​​Mark Somoza.