Ускоренный и эффективный синтез высокоплотных РНК-микрочипов

Международная исследовательская группа под руководством Венского университета разработала новую версию строительных блоков РНК с повышенной химической реакционной способностью и фоточувствительностью. Это позволяет значительно сократить время производства РНК-чипов, используемых в биотехнологических и медицинских исследованиях.

Химический синтез таких чипов стал вдвое быстрее и в семь раз эффективнее. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Преодоление трудностей

Химический метод фосфорамидитной химии, используемый для сборки цепей нуклеиновых кислот, применяется и в производстве микрочипов (микрочипов), где миллионы уникальных последовательностей можно синтезировать и проанализировать одновременно на твердой поверхности размером с ноготь.

В 2018 году Венский университет продемонстрировал, как можно производить высокоплотные РНК-чипы с помощью фотолитографии: точно позиционируя луч света, можно подготовить участки поверхности для присоединения следующего строительного блока посредством фотохимической реакции. Однако этот метод страдал от длительного времени производства, низкого выхода и плохой стабильности.

Развитие нового поколения строительных блоков РНК

Команда из Института неорганической химии Венского университета в сотрудничестве с Институтом биомолекул Макса Муссерона Университета Монпелье (Франция) разработала новую версию строительных блоков РНК с более высокой химической реакционной способностью и фоточувствительностью.

Этот прогресс значительно сокращает время производства РНК-чипов, делая синтез вдвое быстрее и в семь раз эффективнее.

«Создание РНК-микрочипов, содержащих функциональные молекулы РНК, было просто недостижимо с нашей прежней установкой, но теперь это реальность с этим улучшенным процессом, использующим пропионилоксиметильную (PrOM) защитную группу», — говорит Джори Литард, доцент Института неорганической химии.

Практическое применение

В качестве прямого применения этих улучшенных РНК-чипов в публикации представлено исследование РНК-аптамеров — небольших олигонуклеотидов, которые специфически связываются с молекулой-мишенью.

Были выбраны два «включающихся» аптамера, которые производят флуоресценцию при связывании с красителем, и тысячи их вариантов были синтезированы на чипе. Одного эксперимента по связыванию достаточно, чтобы одновременно получить данные по всем вариантам, что открывает путь для идентификации улучшенных аптамеров с лучшими диагностическими свойствами.

«Высококачественные РНК-чипы могут быть особенно ценны в быстрорастущей области неинвазивной молекулярной диагностики. Новые и улучшенные РНК-аптамеры критически востребованы, например, те, которые могут отслеживать уровень гормонов в реальном времени или контролировать другие биологические маркеры непосредственно из пота или слюны», — говорит Тадия Кекич, кандидат наук в группе Джори Литарда.