Question

【題目】在HIV侵染免疫細(xì)胞的過程中，細(xì)胞表面的CCR5蛋白是病毒的一個識別位點(diǎn)，協(xié)助介導(dǎo)了H進(jìn)入細(xì)胞的過程。自然情況下，CCR5基因可缺失32個堿基對，成為它的等位基因(稱為CCR5△32基因)，如果一個人是CCR5△32基因的純合子，那么他的免疫細(xì)胞表面沒有完整的CCR5蛋白可用，就不易被HIV感染。2018年底，賀建奎團(tuán)隊(duì)聲稱通過 CRISPR/Cas9技術(shù)對數(shù)個胚胎進(jìn)行了基因編輯，被編輯的嬰兒的所有細(xì)胞不能合成完整的CCR5蛋白，從而天生免疫艾滋病。請回答：

(1)CCR5基因的表達(dá)需要___________等不可缺少的調(diào)控組件，CCR5△32基因指導(dǎo)合成的肽鏈氨基酸數(shù)目減少，原因可能是mRNA______________________。

(2)如圖所示，CRISPR/Cas9是一種新型的基因組定點(diǎn)編輯系統(tǒng)，根據(jù)CCR5基因的序列設(shè)計(jì)sgRNA（向?qū)�RNA)，該sgRNA的序列與CCR5基因部分序列互補(bǔ)配對誘導(dǎo)Cas9n蛋白結(jié)合于基因的特異性位點(diǎn)并切割，使CCR5基因發(fā)生堿基對的___________，導(dǎo)致基因突變。該過程中，sgRNA和Cas9n對DNA的共同作用類似___________酶的作用。

(3)為驗(yàn)證胚胎的CCR5基因是否成功被編輯，需要在胚胎發(fā)育早期，將細(xì)胞的微量全基因組DNA用___________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，然后采用___________技術(shù)檢測目的基因以及轉(zhuǎn)錄出的mRNA是否存在，還需要對___________蛋白進(jìn)行檢測。

(4)賀建奎團(tuán)隊(duì)的行為遭到了科學(xué)界的強(qiáng)烈譴責(zé)，因?yàn)?/span>_____________________________(寫出兩點(diǎn))。

Answer 1

【答案】啟動子、終止子 變短（終止密碼提前出現(xiàn)） 缺失 限制 PCR 分子雜交 CCR5 無法證實(shí)被編輯個體是否能免疫H1V；可能被編輯個體受其他疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)提高； 可能被編輯個體的其他基因被破壞

【解析】

1、基因表達(dá)載體中啟動子是RNA聚合酶識別結(jié)合的位點(diǎn)，可驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄，終止子可控制基因的轉(zhuǎn)錄結(jié)束。

2、體外擴(kuò)增目的基因常用PCR技術(shù)。

3、對目的基因的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

（1）啟動子可以被RNA聚合酶識別，并開始轉(zhuǎn)錄，終止子是DNA分子中終止轉(zhuǎn)錄的核苷酸序列。若要CCR5基因能夠表達(dá)，首先需要其能正確轉(zhuǎn)錄，故CCR5基因的表達(dá)需要啟動子、終止子等不可缺少的調(diào)控組件。CCR5△32基因與CCR5基因相比缺失了32個堿基，所以CCR5△32基因指導(dǎo)合成的肽鏈中氨基酸數(shù)目減少，可能是突變后的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA變短。

（2）由圖可知，sgRNA的序列與CCR5基因部分序列互補(bǔ)配對可誘導(dǎo)Cas9n蛋白結(jié)合于基因的特異性位點(diǎn)并切割，使CCR5基因發(fā)生堿基對的缺失，導(dǎo)致基因突變。該過程中，sgRNA和Cas9n對DNA的共同作用類似限制酶的作用。

（3）體外擴(kuò)增目的基因常用PCR技術(shù)。檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞以及目的基因是否轉(zhuǎn)錄常用分子雜交技術(shù)。若要檢測目的基因是否翻譯，還需要用CCR5蛋白對其進(jìn)行檢測。

（4）由于該實(shí)驗(yàn)無法證實(shí)被編輯個體是否能免疫HIV，以及可能被編輯個體受其他疾病感染的風(fēng)險(xiǎn)提高、或者被編輯個體的其他基因可能被破壞等問題存在，使賀建奎團(tuán)隊(duì)的行為遭到了科學(xué)界的強(qiáng)烈譴責(zé)。