由维也纳大学领导的一个全球研究小组创建了一种新型RNA建筑块，具有增强的化学反应性和光敏感性。这一突破性的进展将显著缩短用于生物技术和医学研究的RNA芯片的生产时间。这些芯片的化学合成过程现在的速度是之前的两倍，效率提高了七倍。研究成果最近发表在《科学进展》期刊上。
基于RNA的医疗产品的兴起，比如在COVID-19大流行期间开发的mRNA疫苗，突显了RNA的重要性。RNA（核糖核酸）是一种携带信息的聚合物，由相似的亚单位组成，其结构和功能多样性远大于DNA。大约40年前，开发出一种化学合成DNA和RNA的技术，允许通过磷酰胺化学从DNA或RNA建筑块组装任何序列。这个过程通过特定的化学建筑块（称为磷酰胺）逐步构建核酸链。每个建筑块包含化学“保护基团”，可防止不希望发生的反应，确保在核酸链中形成自然的连接。
应对挑战
这种化学方法也应用于微芯片（微阵列）的创建，使得在大约指甲大小的固体表面上同时合成和分析数百万个不同序列。虽然DNA微阵列被广泛使用，但由于RNA的稳定性较低，将这项技术适应于RNA微阵列一直具有挑战性。
在2018年，维也纳大学开创了通过光刻工艺生产高密度RNA芯片的先河：通过准确引导光束，可以通过光化学反应在表面上的特定区域准备添加下一个建筑块。尽管这一初步开发是开创性的且独一无二，但面临生产时间长、产量低和稳定性担忧等问题。现在该方法已经得到了显著的改进。
新一代RNA建筑块的创造
维也纳大学无机化学研究所与法国蒙彼利埃大学Max Mousseron生物分子研究所的合作，开发出升级版的RNA建筑块，具有更强的化学反应性和光敏感性。这一创新大幅缩短RNA芯片生产时间，实现了两倍的合成速度和七倍的效率。新的RNA芯片能够筛选数百万种潜在RNA的宝贵序列，适用于各种应用。
“使用功能性RNA分子生产RNA微阵列在我们早期的方法上是不可实现的，但这种利用丙酰氧基甲基（PrOM）保护基团的升级工艺使其成为可能，”无机化学研究所助理教授Jory Lietard表示。
作为这些增强RNA芯片的直接应用，出版物中包括一个关于RNA适体的研究，RNA适体是一种能特异性结合目标分子的短寡核苷酸。从中选择了两个“发光”适体，这些适体在与染料结合时会发出荧光，最终在芯片上合成了成千上万种这些适体的变体。一次结合实验可以同时收集所有变体的数据，为识别更好且具有增强诊断能力的适体铺平了道路。
“高质量的RNA芯片在新兴的非侵入性分子诊断领域可能特别有用。对具有追踪激素水平的能力的新型和改进RNA适体的需求非常迫切，尤其是那些能够直接从汗水或唾液中监测其他生物标志物的适体，”与Jory Lietard合作的博士候选人Tadija Keki?指出。
该项目得到了国家科研机构（Agence Nationale pour la Recherche）和奥地利科学基金（FWF国际项目I4923）的合作资助。
