RNA 合成跨時代創新 二大突破可望提升百萬產量

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雖然高密度 DNA 晶片(microarray,或稱微陣列)已有三十多年的發展歷史。然而,至今等效 RNA晶片的開發有很長一段時間被局限於預先合成的 RNA 鏈的定位,已被證明是難以處理的。主要原因在於RNA 的核糖的 2′-羥基(hydroxy)上需要額外的保護基團,使得 RNA 合成仍然更加困難和緩慢。

11 月 6 日,維也納大學化學系和麥吉爾大學無機化學系的研究團隊,突破原本的技術限制,開發出一種新的合成方法,透過半導體製造的光刻製造技術(photolithographic fabrication technology)和新保護基團,使 RNA 化學合成的效率比以前高出一百萬倍,已能夠將 RNA 合成向前推進一大步。

首先,該研究團隊使用半導體晶片工業的光刻製造技術(通常用於集成電路製造)進行 RNA 的化學合成,且可生產密度高達 1000000 序列/mm2 的 RNA 晶片。過程中,他們使用 UV-A 光,而非使用遠紫外線,生產用於矽蝕刻(silicon etching)和摻雜的電腦晶片。該研究團隊的 Mark Somoza 博士對此解釋:「對 RNA 來說 ,短波紫外線對 RNA 具有非常強大的破壞力,因此我們在合成中僅限於 UV-A 光。」

此外,他們以縮醛乙醯丙酸酯(acetal levulinyl ester, ALE)作為 RNA 2′-羥基的新保護基團,該基團與光刻合成相容,其在 RNA 鏈延伸中新增的RNA單體之間的偶聯反應中也提供非常高的產率(超過 99%)。

該研究團隊的博士後研究員 Jory Liétard 表示,該二技術結合高合成產率和易處理性的優點,使得未來可望在晶片上將製備更長且更有功能的RNA分子。

延伸閱讀:兵貴神速! 基因合成可望一天內完成

參考資料:
1. Angewandte Chemie International Edition, 2018; 57 (46): 15257 DOI: 10.1002/anie.201806895
2. https://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/artikel/rna-microchips/

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