Question

【題目】CCR5基因編碼的細(xì)胞膜 CCR5蛋白是HIV－Ⅰ感染的“入口”。用“CRISPR/Cas9”技術(shù)對該基 因進(jìn)行定點編輯的技術(shù)原理和實施過程如下圖所示。請回答：

（1）據(jù)圖推測，“CRISPR/Cas9”技術(shù)中，向?qū)?/span> RNA的作用是___________，Cas9蛋白的作用是____________。 基因編輯過程中可能會對 CCR5基因以外的基因進(jìn)行了錯誤編輯，最可能的原因是_____________。

（2）變異的 CCR5蛋白無法裝配到細(xì)胞膜上，從而實現(xiàn)了_____________________。經(jīng)過篩選，植入人體應(yīng)該優(yōu)先選擇_____________（胚胎 1/胚胎 2），理由是_____________________________。

（3）CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)是一種精準(zhǔn)改變目標(biāo)DNA序列的技術(shù)。該技術(shù)最接近_______工程。

Answer 1

【答案】識別并定位至目標(biāo) DNA 序列(合理給分) 將DNA切斷 其他基因中也可能具有向?qū)?/span> RNA 的識別序列 對 HIV－Ⅰ 胚胎2 胚胎2兩個CCR5 基因均被編輯，無法表達(dá) CCR5蛋白 蛋白質(zhì)

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：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)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）據(jù)圖推測，“CRISPR/Cas9”技術(shù)中，首先由向?qū)?/span>RNA引導(dǎo)定位至目標(biāo)DNA序列，然后由Cas9蛋白將DNA切斷，推測向?qū)?/span> RNA的作用是識別并定位至目標(biāo) DNA 序列；Cas9蛋白的作用是將DNA切斷；基因編輯過程中可能會對 CCR5基因以外的基因進(jìn)行了錯誤編輯，由于向?qū)?/span> RNA 的識別具有特異性，故推測其最可能的原因是其他基因中也可能具有向?qū)?/span> RNA 的識別序列。

（2）細(xì)胞膜 CCR5蛋白是HIV－Ⅰ感染的“入口”，而變異的CCR5蛋白無法裝配到細(xì)胞膜上，從而實現(xiàn)了對HIV-Ⅰ的抗性。經(jīng)過篩選，由于胚胎2的兩個CCR5基因均被編輯，無法表達(dá) CCR5蛋白，對HIV-Ⅰ具有抗性，故植入人體應(yīng)該優(yōu)先選擇胚胎2。

（3）CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)是從CCR5蛋白的功能出發(fā)，精準(zhǔn)改變目標(biāo)DNA序列，實現(xiàn)胚胎對HIV－Ⅰ抗性，與其比較接近的是蛋白質(zhì)工程。