兒童癲癇是由大腦神經(jīng)元異常放電所致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,遺傳因素是其重要病因。
(1)研究者對(duì)某兒童癲癇患者家系進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果如圖1,據(jù)圖可知該病為
常染色體隱性
常染色體隱性
遺傳病。對(duì)患者和健康志愿者進(jìn)行基因組測(cè)序,推測(cè)S基因?yàn)橹虏』颉?br />
(2)核基因轉(zhuǎn)錄的前體RNA中內(nèi)含子對(duì)應(yīng)序列被識(shí)別并剪切,外顯子對(duì)應(yīng)序列拼接為成熟mRNA。對(duì)患者及父母的S基因測(cè)序后發(fā)現(xiàn) 患者S基因外顯子4僅具突變序列,其父母既有突變序列也有正常序列
患者S基因外顯子4僅具突變序列,其父母既有突變序列也有正常序列
,推測(cè)S基因外顯子4突變導(dǎo)致癲癇。為驗(yàn)證該推測(cè),研究者分別設(shè)計(jì)如圖2中的引物 2(或3)和5、3和6
2(或3)和5、3和6
擴(kuò)增外顯子1及外顯子1-內(nèi)含子1交界處,并對(duì)其他外顯子及外顯子-內(nèi)含子交界處擴(kuò)增、測(cè)序(除外顯子4外),發(fā)現(xiàn)患者及父母的測(cè)序結(jié)果相同。對(duì)外顯子-內(nèi)含子交界處進(jìn)行測(cè)序的原因是該部位 影響RNA正確加工
影響RNA正確加工
。
(3)研究者利用基因工程技術(shù)將人突變S基因外顯子4替換小鼠正常S基因外顯子4,并利用標(biāo)記基因N篩選出成功替換的小鼠胚胎干細(xì)胞,進(jìn)而培育出雜合轉(zhuǎn)基因小鼠甲。為進(jìn)一步得到去除N基因的純合突變鼠,可利用轉(zhuǎn)Flp基因小鼠(Flp酶可識(shí)別并敲除同一條DNA兩個(gè)FRT序列間的序列)與甲雜交。
①從圖3選項(xiàng)中選出正確的重組質(zhì)粒以獲得小鼠甲 B
B
。
②在圖4中補(bǔ)充培育純合突變鼠的雜交流程。
(4)出生兩周的幼鼠乙可在尖銳嘈雜聲的刺激下誘發(fā)癲癇。進(jìn)一步研究表明S基因突變?cè)鰪?qiáng)了腦內(nèi)興奮性突觸的活性。S基因表達(dá)產(chǎn)物是一種膜蛋白,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)囊泡膜與細(xì)胞膜的融合。推測(cè)S基因突變導(dǎo)致 S蛋白功能異常,對(duì)腦內(nèi)興奮性遞質(zhì)釋放的抑制作用減弱,增強(qiáng)了興奮性突觸的活性
S蛋白功能異常,對(duì)腦內(nèi)興奮性遞質(zhì)釋放的抑制作用減弱,增強(qiáng)了興奮性突觸的活性
,引發(fā)了癲癇。