Question

【題目】苯丙酮尿癥是一種單基因遺傳病，由于PKU某因突變導(dǎo)致患者尿液中含有大量苯丙酮酸�；�因定點(diǎn)整合可替換特定某因用于該病治療，即將正常PKU基因定點(diǎn)整合到PKU基因突變的小鼠胚胎干細(xì)胞的染色體DNA上，替換突變基因。簡(jiǎn)要過程如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

注：圖中neoR為新霉素抗性基因，HB1和HB2為小鼠胚胎干細(xì)胞染色體DNA上突變的PKU基因兩側(cè)的一段DNA序列。

（1）構(gòu)建重組載體時(shí)，需要根據(jù)_____________序列分別合成HB1'和HB2'，在二者之間除了插入正常的PKU基因和neoR基因以外，還必須含有_____________。此過程常用的工具酶有____________，neoR基因的作用是___________。

（2）可用________技術(shù)將重組載體導(dǎo)入小鼠胚胎干細(xì)胞，誘導(dǎo)相應(yīng)區(qū)域互換，完成胚胎干細(xì)胞的基因改造。胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)有_________（答出兩點(diǎn)即可）。

（3）現(xiàn)用完成基因改造后的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定，寫出鑒定思路、結(jié)果及結(jié)論：___________________________。

Answer 1

【答案】HB1和HB2的堿基 啟動(dòng)于、終止子 限制酶、DNA連接酶 鑒定與篩選含有正常PKU基因的胚胎干細(xì)胞 顯微注射 能大量增殖；具有發(fā)育的全能性；體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯；在體外培養(yǎng)條件下，可以增殖而不發(fā)生分化。 將該胚胎干細(xì)胞培育成小鼠，檢測(cè)小鼠尿液中苯丙酮酸含量，若小鼠尿液中不含大量苯丙酮酸，說明PKU基因成功表達(dá)，基因治療成功，反之，則不成功。

【解析】

結(jié)合題圖可知，互換后的小鼠染色體DNA，與小鼠染色體DNA比較，HB1和HB2的堿基分別替換成了重組載體的HB1'和HB2'，并且增加了重組載體的neoR為新霉素抗性基因，原來突變的PKU基因，替換成了正常的PKU基因。

（1）據(jù)圖分析，構(gòu)建重組載體時(shí)，需要根據(jù)小鼠染色體DNA上HB1和HB2的堿基序列分別合成HB1'和HB2'，并且在二者之間除了插入正常的PKU基因和neoR基因以外，還必須含有啟動(dòng)子和終止子等組件。此過程常用的工具酶有限制酶、DNA連接酶，neoR基因可用來鑒定與篩選含有正常PKU基因的胚胎干細(xì)胞。

（2）可用顯微注射技術(shù)將重組載體導(dǎo)入小鼠胚胎干細(xì)胞，誘導(dǎo)相應(yīng)區(qū)域互換，完成胚胎干細(xì)胞的基因改造。胚胎干細(xì)胞的特點(diǎn)：能大量增殖；具有發(fā)育的全能性；體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯；在體外培養(yǎng)條件下，可以增殖而不發(fā)生分化。

（3）完成基因改造后的胚胎干細(xì)胞進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定思路、結(jié)果及結(jié)論：將該胚胎干細(xì)胞培育成小鼠，檢測(cè)小鼠尿液中苯丙酮酸含量，若小鼠尿液中不含大量苯丙酮酸，說明PKU基因成功表達(dá)，基因治療成功，反之，則不成功。