journal article·2018-10-23Open access

Nonenzymatic Polymerization into Long Linear RNA Templated by Liquid Crystal Self-Assembly

Marco Todisco, Tommaso P. Fraccia, Greg P. Smith, Andrea Corno, Lucas Bethge, Sven Klussmann, Elvezia M. Paraboschi, Rosanna Asselta, Diego Colombo, Giuliano Zanchetta, Noel A. Clark, Tommaso Bellini

ACS Nano· Volume 12· Issue 10

Abstract

Self-synthesizing materials, in which supramolecular structuring enhances the formation of new molecules that participate to the process, represent an intriguing notion to account for the first appearance of biomolecules in an abiotic Earth. We present here a study of the abiotic formation of interchain phosphodiester bonds in solutions of short RNA oligomers in various states of supramolecular arrangement and their reaction kinetics. We found a spectrum of conditions in which RNA oligomers self-assemble and phase separate into highly concentrated ordered fluid liquid crystal (LC) microdomains. We show that such supramolecular state provides a template guiding their ligation into hundred-bases long chains. The quantitative analysis presented here demonstrates that nucleic acid LC boosts the rate of end-to-end ligation and suppresses the formation of the otherwise dominant cyclic oligomers. These results strengthen the concept of supramolecular ordering as an efficient pathway toward the emergence of the RNA World in the primordial Earth.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Origins and Evolution of Life · RNA and protein synthesis mechanisms · Photosynthetic Processes and Mechanisms

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Dipartimento di Biotecnologie Mediche e Medicina Traslazionale, Università di Milano, via Vanvitelli 32, 20129 Milano, Italy

Dipartimento di Scienze Umane e Promozione della Qualità della Vita, Università San Raffaele di Roma, via di Val Cannuta, 247, I-00166 Roma, Italy

Department of Physics and Soft Materials Research Center, University of Colorado, Boulder, Colorado 80309-0390, United States

NOXXON Pharma AG, 10589 Berlin, Germany

Department of Biomedical Sciences, Humanitas University, via Rita Levi Montalcini 4, Pieve Emanuele, Milano I-20090, Italy

Humanitas Clinical and Research Center, via Alessandro Manzoni 56, Rozzano, Milano I-20089, Italy

Funding

Division of Materials Research · Fondazione Romeo ed Enrica Invernizzi

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