Question

【題目】科研人員利用胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）對(duì)干擾素基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療。其技術(shù)流程如下圖1所示，圖2、圖3分別表示了干擾素基因及質(zhì)粒的相關(guān)信息。

（1）在圖1治療過程中是否體現(xiàn)細(xì)胞的全能性____（是/否），為什么？________________________。

（2）圖1步驟③將基因?qū)��?/span>ES細(xì)胞而不是導(dǎo)入到上皮細(xì)胞是因?yàn)?/span>ES細(xì)胞具有__________________。

（3）據(jù)圖2、圖3，對(duì)干擾素基因片段和質(zhì)粒進(jìn)行酶切時(shí)，可選用的限制酶組合為________________。

（4）為了得到實(shí)驗(yàn)所需的大量干擾素基因，研究人員利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。由于DNA復(fù)制時(shí)，子鏈只能由5′向3′方向延伸，因此可以從下圖A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取_____________作為引物。若要將1個(gè)干擾素基因復(fù)制4次，則需要在緩沖液中至少加入_______個(gè)引物。

（5）將步驟③獲得的ES細(xì)胞在熒光顯微鏡下觀察，選擇發(fā)_____________色熒光的細(xì)胞進(jìn)行體外誘導(dǎo)。為檢測(cè)干擾素基因是否表達(dá)，可以采用_____________方法進(jìn)行檢測(cè)。

Answer 1

【答案】否 并沒有發(fā)育成完整個(gè)體 發(fā)育的全能性 HindIII和PstI或EcoRI和PstI B和C 30 綠色 抗原-抗體雜交

【解析】

1.細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。目前已經(jīng)證明了植物細(xì)胞具有全能性，動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性。通常情況下分化程度越高的細(xì)胞全能性越低，生殖細(xì)胞的全能性高于體細(xì)胞，植物細(xì)胞的全能性高于植物細(xì)胞。

2.哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞。ES細(xì)胞具有胚胎細(xì)胞的特性，在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，即可以分化為成年動(dòng)物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞。

3.目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原--抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）在圖1治療過程中并未體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，因?yàn)檎麄�(gè)過程中并未發(fā)育成完整個(gè)體。

（2）因?yàn)?/span>ES細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，所以在進(jìn)行基因治療時(shí)，選擇ES細(xì)胞進(jìn)行改造，即圖1中的步驟③。

（3）據(jù)圖2、圖3中的酶切位點(diǎn)分析可知，SamI不能選用，因?yàn)樵撁傅淖R(shí)別位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部，目的基因兩端的酶切位點(diǎn)在質(zhì)粒當(dāng)中都包含，而且使用這些酶切割后依然能保留一種標(biāo)記基因的存在，所以構(gòu)建基因表達(dá)載體是可以選擇目的基因兩端的酶切位點(diǎn)進(jìn)行組合，據(jù)此可知，在對(duì)干擾素基因片段和質(zhì)粒進(jìn)行酶切時(shí)，可選用的限制酶組合為HindIII和PstI或EcoRI和PstI。

（4）用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增目的基因時(shí)。由于DNA復(fù)制過程中子鏈只能由5′向3′方向延伸，又因DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模�因此可以選為引物的單鏈DNA片段為B和C。由于每個(gè)新合成的DNA單鏈中都需要有引物才能合成，因此，若要將1個(gè)干擾素基因復(fù)制4次，則需要加入的引物數(shù)量為24×2-2=30個(gè)。

（5）由于在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，綠色熒光蛋白基因沒有被破壞，因此，在進(jìn)行篩選時(shí)，可用該基因作為標(biāo)記基因進(jìn)行檢測(cè)，據(jù)此可知，將步驟③獲得的ES細(xì)胞在熒光顯微鏡下觀察時(shí)應(yīng)選擇發(fā)綠色熒光的細(xì)胞進(jìn)行體外誘導(dǎo)，因?yàn)榘l(fā)綠光的ES細(xì)胞意味著含有干擾素基因。基因表達(dá)是指基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，所以檢測(cè)基因是否表達(dá)就是檢測(cè)是否合成了相關(guān)的蛋白質(zhì)，這里的蛋白質(zhì)是指干擾素，應(yīng)采用抗原-抗體雜交方法進(jìn)行檢測(cè)。