長期高血糖可引發(fā)血管細胞衰老??蒲腥藛T為研究S蛋白在因高血糖引發(fā)的血管細胞衰老中的作用,以腺病毒為載體將編碼S蛋白的S基因導入血管細胞,實現S蛋白在血管細胞中的大量表達。
(1)腺病毒的遺傳物質為DNA,其復制需要E1、E2、E3基因共同完成。為將S基因導入腺病毒,科研人員首先構建了含S基因的重組質粒,過程如圖1所示。
①科研人員將S基因用
BamH I 和EcoR I
BamH I 和EcoR I
酶切后,用DNA連接酶連入質粒Ⅰ,得到重組質粒Ⅰ(圖1甲所示),導入用 CaCl2
CaCl2
處理制備的感受態(tài)細菌。用添加抗生素的培養(yǎng)基篩選,對所長出的單菌落提取質粒,通過 設計S基因特異的引物進行PCR(或“用S基因特異序列作為探針進行核酸分子雜交”)
設計S基因特異的引物進行PCR(或“用S基因特異序列作為探針進行核酸分子雜交”)
的方法可鑒定重組質粒Ⅰ是否插入了S基因。
②用PmeⅠ酶切重組質粒Ⅰ獲得DNA片段。將此DNA片段與質粒Ⅱ(圖1乙所示)共同轉化BJ細菌。在BJ細菌體內某些酶的作用下,含同源序列的DNA片段(圖1甲、乙所示的左臂、右臂)可以發(fā)生 交換(或“同源重組”)
交換(或“同源重組”)
,產生重組質粒Ⅱ(圖1丙所示)。使用添加 卡那霉素
卡那霉素
的培養(yǎng)基可篩選得到成功導入重組質粒Ⅱ的菌落。
③將含S基因的重組質粒Ⅱ,用 PacI
PacI
酶切后,獲得改造后的腺病毒DNA。將其導入A細胞(A細胞含有E3基因,可表達E3蛋白),如圖2所示。腺病毒DNA在A細胞內能夠 復制并指導腺病毒外殼蛋白的合成
復制并指導腺病毒外殼蛋白的合成
,從而產生大量重組腺病毒,腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上。
④綜合上述信息,從生物安全性角度分析重組腺病毒載體的優(yōu)點:重組腺病毒只能在A細胞中才能夠復制,即使侵染其他細胞,也不能復制;重組腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上;腺病毒是人工改造的載體,不含致病基因
重組腺病毒只能在A細胞中才能夠復制,即使侵染其他細胞,也不能復制;重組腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上;腺病毒是人工改造的載體,不含致病基因
(寫出2點)。
(2)用含S基因的重組腺病毒分別感染正常人及糖尿病患者的血管細胞,使S蛋白在血管細胞中大量表達。
①提取正常人、糖尿病患者及兩者轉入S基因后的血管細胞的蛋白,用 抗原-抗體特異性雜交
抗原-抗體特異性雜交
方法檢測Ⅰ蛋白(一種能促進細胞衰老的蛋白)的表達量,結果如圖3所示。
②實驗結果顯示 糖尿病患者(或“2組”)
糖尿病患者(或“2組”)
血管細胞中Ⅰ蛋白表達量最高,推測S蛋白對高血糖引發(fā)的血管細胞衰老的作用及機制是 S蛋白通過降低I蛋白的表達,抑制高血糖引發(fā)的血管細胞衰老
S蛋白通過降低I蛋白的表達,抑制高血糖引發(fā)的血管細胞衰老
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