Question

【題目】新型冠狀病毒是一種RNA病毒，會(huì)導(dǎo)致人患嚴(yán)重的肺炎。2019年末新型冠狀病毒肆虐，全國(guó)上下齊心協(xié)力一致抗疫。2020年2月15日，官方宣布新型冠狀病毒疫苗的研發(fā)取得了新進(jìn)展，已完成了基因序列合成，正在進(jìn)行重組質(zhì)粒構(gòu)建和工程菌篩選工作。請(qǐng)聯(lián)系基因工程的相關(guān)知識(shí)，回答下列問題：

（1）基因工程的四個(gè)基本操作步驟是獲取目的基因、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞和______________________。

（2）新型冠狀病毒通過其表面的S一蛋白與宿主表面ACE2蛋白結(jié)合完成感染，在研制疫苗時(shí)需要獲取病毒的目的基因是______________________，方法是____________________，然后利用___________技術(shù)擴(kuò)增。

（3）腺病毒是一種DNA病毒，編碼數(shù)十個(gè)腺病毒的結(jié)構(gòu)和功能蛋白，其中E1區(qū)蛋白與腺病毒的復(fù)制有關(guān)而且對(duì)宿主細(xì)胞的毒性很強(qiáng)。研究中將E1基因缺失的腺病毒作為運(yùn)載目的基因的載體，改造后的腺病毒應(yīng)該具備的特點(diǎn)有：______________________（至少答出兩點(diǎn)）。目的基因與腺病毒構(gòu)建重組腺病毒載體必須包括：新型冠狀病毒基因、______________________（至少答出兩點(diǎn)）等。

（4）重組腺病毒載體侵染宿主細(xì)胞后，利用宿主細(xì)胞翻譯出____________________，引發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)，產(chǎn)生可用于治療的抗體。在轉(zhuǎn)錄過程中，識(shí)別其啟動(dòng)子的酶是___________。

A．病毒的DNA聚合酶 B．宿主的DNA聚合酶

C．病毒的RNA聚合酶 D．宿主的RNA聚合酶

Answer 1

【答案】目的基因的檢測(cè)與鑒定 指導(dǎo)S—蛋白合成的基因 以病毒的RNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄合成相應(yīng)的基因（或化學(xué)合成法） PCR 能夠侵染宿主細(xì)胞，具有多個(gè)限制酶切位點(diǎn)，不能復(fù)制，不易引起機(jī)體的免疫反應(yīng) 啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因 病毒的蛋白（或“S一蛋白”或“病毒的S—蛋白”） D

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)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(dòng)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�?dòng)物細(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(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)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(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）基因工程的四個(gè)基本操作步驟是獲取目的基因、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞和目的基因的檢測(cè)和鑒定。

（2）疫苗是通過主動(dòng)免疫的方式刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體，因?yàn)樾滦凸跔畈《臼峭ㄟ^其表面的S一蛋白與宿主表面ACE2蛋白結(jié)合完成感染，因此S一蛋白是病毒的特異性結(jié)構(gòu)，在研制基因工程疫苗時(shí)應(yīng)該要獲取的目的基因是指導(dǎo)S一蛋白合成的基因。由于新型冠狀病毒是RNA病毒，RNA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，需要合成DNA，因此可以采用的方法是以病毒的RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成相應(yīng)的基因，或者根據(jù)病毒的基因測(cè)序化學(xué)合成相應(yīng)的DNA。體外擴(kuò)增DNA的技術(shù)是PCR技術(shù)。

（3）根據(jù)題干信息中對(duì)于腺病毒的分析，E1基因缺失的腺病毒是不能復(fù)制的，同時(shí)對(duì)宿主細(xì)胞的毒性較弱，不易引起機(jī)體的免疫反應(yīng)，同時(shí)又要具備運(yùn)載體的特點(diǎn)，所以需要有能夠插入目的基因的限制性酶切位點(diǎn)，以及侵染宿主細(xì)胞的特性。重組腺病毒載體應(yīng)該要滿足的特點(diǎn)是要保證目的基因要能夠表達(dá)，因此至少受包括新型冠狀病毒目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等。

（4）重組腺病毒載體侵染宿主細(xì)胞后，利用宿主細(xì)胞翻譯出病毒的S-蛋白，引發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)，產(chǎn)生可用于治療的抗體。在轉(zhuǎn)錄過程中，識(shí)別其啟動(dòng)子的酶是用于轉(zhuǎn)錄的酶，所以是RNA聚合酶，這個(gè)酶是由宿主細(xì)胞提供的。