Question

【題目】以廣東科學(xué)家領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)四年，利用基因編輯技術(shù)（CRISPR/Cas9）和體細(xì)胞核移植技術(shù)，成功地將亨廷頓舞蹈病基因（HTT基因）導(dǎo)入豬的受精卵中，從而培育出首例患亨廷頓舞蹈病轉(zhuǎn)基因的豬，精準(zhǔn)地模擬出人類神經(jīng)退行性疾病，標(biāo)志我國(guó)大動(dòng)物模型研究走在了世界前列。具體操作過程如圖。

（1）利用基因編輯技術(shù)，將人突變的HTT基因插入到豬的內(nèi)源性HTT基因的表達(dá)框中，可能用到的基因工程工具酶有___________。目的基因能否在成纖維細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是_______________________。

（2）欲獲取單個(gè)的成纖維細(xì)胞，需用________ 酶處理豬的相應(yīng)組織，放置于混合氣體培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的主要作用是___________________。過程①得到去核卵細(xì)胞普遍采用__________的方法。

（3）為獲得更多的患亨廷頓舞蹈病豬，可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行__________，若操作對(duì)象是囊胚階段的胚胎，要注意______________________。

（4）比起果蠅、線蟲、小鼠，豬作為人類疾病模型的優(yōu)勢(shì)有______________。

Answer 1

【答案】限制酶和DNA連接酶 目的基因是否插入成纖維細(xì)胞的染色體DNA（或細(xì)胞核DNA） 胰蛋白（膠原蛋白） 維持培養(yǎng)液的pH 顯微操作 胚胎分割 將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割 豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人類極為相似（或豬的身體結(jié)構(gòu)與人類更為相似）

或：豬的內(nèi)部生理結(jié)構(gòu)與人的相似度更高，研究結(jié)果更有說服力

或：豬與人類的親緣關(guān)系更近，相似程度更大

【解析】

基因編輯技術(shù)指能夠讓人類對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技術(shù)自問世以來，就有著其它基因編輯技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)不斷改進(jìn)后，更被認(rèn)為能夠在活細(xì)胞中最有效、最便捷地“編輯”任何基因。基因編輯是人對(duì)身體的遺傳密碼做出的修改，對(duì)此，人類早就有多種倫理原則進(jìn)行規(guī)范，其中的一個(gè)原則是，目前必須要有國(guó)家級(jí)的政府倫理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，并且尚不能允許經(jīng)過基因修改的嬰兒出生，即便要用人的胚胎進(jìn)行研究，也一般限于14天的胚胎，即胚胎發(fā)育到14天后必須銷毀，不能發(fā)育成長(zhǎng)為人。

（1）基因工程工具酶是限制酶和DNA連接酶，其中限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，而DNA連接酶能將兩個(gè)具有相同末端的DNA片段連接。所以利用基因編輯技術(shù)，將人突變的HTT基因插入到豬的內(nèi)源性HTT基因的表達(dá)框中，可能用到的基因工程工具酶有限制酶和DNA連接酶；目的基因能否在成纖維細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插入成纖維細(xì)胞的染色體DNA（或細(xì)胞核DNA）。

（2）欲獲取單個(gè)的成纖維細(xì)胞，需用胰蛋白（膠原蛋白）酶處理豬的相應(yīng)組織；放置于混合氣體培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH；過程①得到去核卵細(xì)胞普遍采用顯微操作的方法。

（3）為獲得更多的患亨廷頓舞蹈病豬，可在胚胎移植前對(duì)胚胎進(jìn)行胚胎分割；若操作對(duì)象是囊胚階段的胚胎，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。

（4）比起果蠅、線蟲、小鼠，豬作為人類疾病模型的優(yōu)勢(shì)有豬的內(nèi)臟構(gòu)造、大小、血管分布與人類極為相似（或豬的身體結(jié)構(gòu)與人類更為相似）。