維也納大學的研究小組開發了先進的RNA 建構模組，將合成速度提高了一倍，效率提高了七倍。這項創新解決了RNA 微陣列生產中的難題，並提高了在生物技術和醫療診斷中的應用，包括鑑定新的RNA 對映體。

RNA 構件的進展

由維也納大學領導的國際研究小組成功開發了一種具有更高的化學反應活性和光敏感性的新版RNA 構建模組。這可以大大縮短生物技術和醫學研究中使用的RNA 晶片的生產時間。現在，這些晶片的化學合成速度提高了兩倍，效率提高了七倍。這項研究成果最近發表在著名期刊《科學進展》（Science Advances）上。

基於RNA 的醫療產品（如COVID-19大流行期間的mRNA 疫苗）的出現和批准，使RNA 分子進入了公眾的視野。 RNA（核糖核酸）是一種攜帶訊息的聚合物，是一種由類似亞基組成的化合物，但其結構和功能的多樣性遠遠超過DNA。

大約40 年前，人們發明了一種DNA 和RNA 的化學合成方法，在這種方法中，任何序列都可以利用磷酰胺化學方法從DNA 或RNA 構建模組中組裝出來。核酸鏈的組裝是利用這些特殊的化學構件（磷酰胺）一步一步完成的。每個構件都帶有化學”保護基團”，可防止不必要的反應，並確保在核酸鏈中形成自然連接。

一個全尺寸、高密度的RNA 微晶片只有指甲蓋大小，可包含多達780 000 個獨特的RNA 序列，每個序列佔據約14 x 14 μm² 的面積。透過添加帶有綠色螢光標籤的互補DNA 鏈，可以驗證RNA 的存在和品質。來源：Tadika Kekić

克服RNA 晶片製作中的挑戰

這種化學方法也用於生產微晶片（微陣列），可以在指甲蓋大小的固體表面上同時合成和分析數百萬個獨特的序列。儘管DNA 微陣列已被廣泛應用，但由於RNA 的穩定性較低，將此技術應用於RNA 微陣列仍很困難。

2018 年，維也納大學展示如何透過光刻技術生產高密度RNA 晶片：透過精確定位光束，表面上的區域可以透過光化學反應為下一個構件的附著做好準備。雖然這是世界首創，至今仍無與倫比，但這種方法有生產時間長、產量低、穩定性差等問題。現在，這種方法得到了極大的改進。

開發新一代RNA 構件

維也納大學無機化學研究所的研究小組與法國蒙彼利埃大學馬克斯-穆塞隆生物分子研究所（Max Mousseron Institute for Biomolecules）合作，現已開發出一種具有更高的化學反應活性和光敏性的新版RNA 建構模組。這項進步大大縮短了RNA 晶片的生產時間，使合成速度提高了兩倍，效率提高了七倍。這種創新RNA 晶片可用於篩選數百萬個候選RNA，為各種應用尋找有價值的序列。

無機化學研究所助理教授喬裡-利塔德（Jory Lietard）說：「使用我們以前的裝置，製作含有功能性RNA 分子的RNA 微陣列簡直是遙不可及，但透過使用丙醯氧基甲基（PrOM）保護基團的改進工藝，現在這一切都成為了現實。

改良型RNA 晶片的實際應用與優勢

作為這些改進型RNA 晶片的直接應用，該出版物對RNA 合體（能與目標分子特異性結合的小寡核苷酸）進行了研究。研究人員選擇了兩種與染料結合後會產生螢光的”發光”適配體，並在晶片上合成了這些適配體的數千個變體。一次結合實驗足以同時獲得所有變異的數據，這為鑑定具有更好診斷特性的改良適配體開闢了道路。

「高品質的RNA 晶片在快速發展的非侵入性分子診斷領域尤為重要。」喬裡-利塔德研究小組的博士生塔迪佳-凱基奇（Tadija Kekić）說：”新的和改進的RNA 合體備受追捧，例如那些可以即時追蹤激素水平或直接從汗液或唾液中監測其他生物標記物的RNA 合體。

編譯自/ ScitechDaily