【題目】科研人員利用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)對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。請回答相關(guān)問題:
(1)過程①獲得重組胚胎之前,需要通過____________技術(shù)獲得重組細(xì)胞。
(2)將基因?qū)隕S細(xì)胞而不是導(dǎo)入到上皮細(xì)胞,是因?yàn)?/span>__________________。
(3)步驟③中,需要構(gòu)建含有干擾素基因的__________。由于DNA復(fù)制時(shí),子鏈只能由5′向 3′方向延伸,故構(gòu)建前利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí),可以從圖2中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取_______________作為引物。對干擾素基因片段和質(zhì)粒進(jìn)行酶切時(shí),可選用限制酶的組合為________________或_______________。
(4)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)。為檢測干擾素基因是否表達(dá),可以采用_____________的方法。
【答案】核移植 ES細(xì)胞具有發(fā)育的全能性基因表達(dá)載體B和CHindⅢ和PstⅠEcoRⅠ和PstⅠ綠抗原-抗體雜交
【解析】
本題以圖文結(jié)合為情境綜合考查學(xué)生對動物細(xì)胞核移植、基因工程的基本操作程序、胚胎干細(xì)胞等相關(guān)知識的識記和理解能力,以及獲取信息、分析問題的能力。
(1) 圖1是利用胚胎干細(xì)胞(ES 細(xì)胞)對干擾素基因缺失小鼠進(jìn)行基因治療的流程,其中過程①采用了動物細(xì)胞核移植技術(shù)。
(2) 圖1中的ES細(xì)胞是取自于囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)。ES細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的全能性,體外誘導(dǎo)ES細(xì)胞可以使其向不同方向分化,所以將目的基因?qū)隕S細(xì)胞而不是上皮細(xì)胞。
(3) 步驟③是將干擾素基因(目的基因)導(dǎo)入ES細(xì)胞中,在導(dǎo)入之前需要構(gòu)建含有干擾素基因的基因表達(dá)載體。因DNA復(fù)制時(shí),子鏈總是從5′向 3′方向延伸,子鏈與模板鏈反向平行,所以利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí),可以從圖2的A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取B和C片段作為引物。由圖2可以看出,用限制酶SmaⅠ切割會破壞干擾素基因,為將完整的干擾素基因切割下來,需要利用限制酶組合HindⅢ和 PstⅠ或 EcoRⅠ和 PstⅠ切割干擾素基因的兩端,這樣也可以使如圖3所示質(zhì)粒上保留一個(gè)完整的標(biāo)記基因,即綠色熒光蛋白基因。
(4) 綜上分析,在構(gòu)建的重組質(zhì)粒上,紅色熒光蛋白基因的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞,但綠色熒光蛋白基因的結(jié)構(gòu)完整,因此將步驟③獲得的 ES 細(xì)胞在熒光顯微鏡下觀察,應(yīng)選擇只發(fā)綠色熒光的細(xì)胞進(jìn)行體外誘導(dǎo)。為檢測干擾素基因是否表達(dá),需采用抗原-抗體雜交技術(shù),若有雜交帶出現(xiàn),表明干擾素基因已經(jīng)成功表達(dá)。
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