O ácido ribonucleico (RNA) é, junto com DNA e proteína, uma das três macromoléculas biológicas primárias e foi provavelmente a primeira a surgir nas primeiras formas de vida. Na hipótese do "mundo do RNA", O RNA é capaz de sustentar a vida por conta própria porque pode armazenar informações e catalisar reações bioquímicas. Mesmo na vida moderna, as máquinas moleculares mais complexas em todas as células, os ribossomos, são feitos principalmente de RNA. Químicos da Faculdade de Química da Universidade de Viena e da Universidade McGill desenvolveram uma nova abordagem sintética que permite que o RNA seja sintetizado quimicamente cerca de um milhão de vezes mais eficientemente do que antes.

O RNA é onipresente nas células. É responsável por enviar informações para fora do núcleo, regulação da expressão gênica e síntese de proteínas. Algumas moléculas de RNA, particularmente em bactérias, também catalisam reações bioquímicas e detectam sinais ambientais.

A síntese química de DNA e RNA remonta aos primeiros dias da biologia molecular, particularmente os esforços do Prêmio Nobel Har Gobind Khorana no início dos anos 1960 para decifrar o código genético. Ao longo dos anos, a química melhorou consideravelmente, mas a síntese de RNA permaneceu muito mais difícil e lenta devido à necessidade de um grupo protetor adicional no 2'-hidroxi do açúcar ribose do RNA. Químicos do Departamento de Química Inorgânica da Faculdade de Química da Universidade de Viena e da Universidade McGill agora foram capazes de dar um grande passo à frente na síntese de RNA.

Tecnologia e síntese de semicondutores

A fim de aumentar a eficiência de síntese, os químicos uniram dois conceitos-chave:tecnologia de fabricação fotolitográfica da fabricação de semicondutores e o desenvolvimento de um novo grupo protetor.

Primeiro, os químicos adaptaram a tecnologia de fabricação fotolitográfica da indústria de chips semicondutores, comumente usado para fabricação de circuitos integrados, para a síntese química de RNA. A fotolitografia biológica possibilita a produção de chips de RNA com densidade de até um milhão de sequências por centímetro quadrado. Em vez de usar luz ultravioleta distante, que é usado na produção de chips de computador para gravação e dopagem de silício, os pesquisadores usam luz UV-A. "A luz ultravioleta de ondas curtas tem um efeito muito destrutivo no RNA, portanto, estamos limitados à luz UV-A na síntese ", explica Mark Somoza, do Instituto de Química Inorgânica.

Além do uso inovador da fotolitografia, os pesquisadores também foram capazes de desenvolver um novo grupo protetor para o grupo RNA 2'-hidroxila que é compatível com a síntese fotolitográfica. O novo grupo de proteção é r (ALE), o que também dá rendimentos muito altos (mais de 99 por cento) nas reações de acoplamento entre os monômeros de RNA adicionados na extensão da fita de RNA. “A combinação de alto rendimento de síntese e facilidade de manuseio permite prever a preparação de mais, e funcional, Moléculas de RNA em microchips ", disse Jory Liétard, pós-doutorado do grupo de Mark Somoza.