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用于RNA的化学合成

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核糖核酸(RNA)与DNA和蛋白质一起是三种主要生物大分子中的一种,可能是早期生命形式中首先出现的。在RNA世界假说中,RNA能够独立支持生命,因为它既能存储信息又能催化生化反应。即使在现代生活中,所有细胞中最复杂的分子机器

  • 核糖体 –
    主要由RNA构成。维也纳大学化学系和麦吉尔大学的化学家开发出一种新的合成方法,使RNA化学合成的效率比以前高出一百万倍。

RNA在细胞中普遍存在。它负责将信息从细胞核中穿出,调节基因表达并合成蛋白质。一些RNA分子,特别是细菌中的RNA分子,也催化生化反应并感知环境信号。

DNA和RNA的化学合成可以追溯到分子生物学的早期,尤其是诺贝尔奖获得者Har
Gobind
Khorana在20世纪60年代早期为破译遗传密码所做的努力。多年来,由于需要在RNA的核糖的2-羟基上需要额外的保护基团,因此化学物质已经显着改善,但RNA合成仍然更加困难和缓慢。维也纳大学化学系和麦吉尔大学无机化学系的化学家现已能够将RNA合成向前推进一大步。

为了提高合成效率,化学家们加入了两个关键概念:半导体制造的光刻制造技术和新保护组的开发。

首先,化学家采用来自半导体芯片工业的光刻制造技术,通常用于集成电路制造,用于RNA的化学合成。生物光刻法可以生产密度高达每平方厘米一百万个序列的RNA芯片。研究人员使用UV-A光,而不是使用远紫外线,用于生产用于硅蚀刻和掺杂的计算机芯片。短波紫外线对RNA具有非常具有破坏性的作用,因此我们在合成中仅限于UV-A光无机化学研究所的Mark
Somoza解释道。

除了光刻技术的创新使用外,研究人员还能够开发出一种新的RNA
2-羟基保护基团,该基团与光刻合成相容。新的保护基团是缩醛乙酰丙酸酯(ALE),其在RNA链延伸中添加的RNA单体之间的偶联反应中也提供非常高的产率(超过99%)。高合成产率和易处理性的结合使得有可能预见到在微芯片上制备更长,更有功能的RNA分子,Mark
Somoza小组的博士后JoryLitard说。

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