鐮狀細(xì)胞貧血癥是一種遺傳病,患者會(huì)出現(xiàn)疼痛、貧血、手腳腫脹等癥狀。
(1)此病是由于編碼血紅蛋白的β珠蛋白基因中一個(gè)堿基對(duì)的改變,導(dǎo)致多肽鏈中某谷氨酸被纈氨酸替換。此種變異屬于可遺傳變異中的
基因突變
基因突變
。
(2)血紅蛋白由兩兩相同的4個(gè)珠蛋白亞基構(gòu)成,不同珠蛋白基因在人體發(fā)育過(guò)程中的表達(dá)情況如圖1。
人體在胎兒期和出生后血紅蛋白的主要組成分別是胎兒期主要由2個(gè)α珠蛋白和2個(gè)γ珠蛋白組成,出生后主要由2個(gè)α珠蛋白和2個(gè)β珠蛋白組成
胎兒期主要由2個(gè)α珠蛋白和2個(gè)γ珠蛋白組成,出生后主要由2個(gè)α珠蛋白和2個(gè)β珠蛋白組成
,形成這種差異是基因 選擇性表達(dá)
選擇性表達(dá)
的結(jié)果。
(3)BCL是成體紅細(xì)胞中特異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子,科研人員推測(cè)該轉(zhuǎn)錄因子關(guān)閉了γ珠蛋白基因(簡(jiǎn)稱“γ基因”)的表達(dá),而啟動(dòng)β珠蛋白基因的表達(dá)。為證明該推測(cè),實(shí)驗(yàn)組應(yīng)選擇的材料和檢測(cè)指標(biāo)為②⑤⑥
②⑤⑥
,支持上述推測(cè)的預(yù)期結(jié)果為實(shí)驗(yàn)組γ珠蛋白表達(dá)量高于對(duì)照組,β珠蛋白表達(dá)量低于對(duì)照組
實(shí)驗(yàn)組γ珠蛋白表達(dá)量高于對(duì)照組,β珠蛋白表達(dá)量低于對(duì)照組
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①野生型小鼠
②BCL基因敲除小鼠
③BCL基因過(guò)表達(dá)小鼠
④檢測(cè)α珠蛋白含量
⑤檢測(cè)β珠蛋白含量
⑥檢測(cè)γ珠蛋白含量
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了上述推測(cè)。為確定BCL蛋白在γ基因啟動(dòng)子中的結(jié)合位點(diǎn),科研人員擴(kuò)增了γ基因啟動(dòng)子不同長(zhǎng)度的片段F1~F5,將這些片段分別構(gòu)建表達(dá)載體(如圖2),導(dǎo)入敲除BCL基因的受體細(xì)胞。
成功轉(zhuǎn)化后,檢測(cè)出含F(xiàn)1-F4的受體細(xì)胞有綠色熒光,含F(xiàn)5的受體細(xì)胞無(wú)熒光。繼續(xù)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素,含F(xiàn)1-F3受體細(xì)胞不再有熒光,而含F(xiàn)4的受體細(xì)胞仍有熒光。據(jù)此推測(cè),BCL蛋白結(jié)合位點(diǎn)位于 c-d
c-d
(用字母表示)。
(5)科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),γ珠蛋白含量多的鐮狀細(xì)胞貧血癥患者癥狀較輕。請(qǐng)結(jié)合以上研究,提出利用病人的造血干細(xì)胞對(duì)鐮狀細(xì)胞貧血癥進(jìn)行基因治療的思路。 敲除病人造血干細(xì)胞的BCL基因,篩選γ珠蛋白含量多的造血干細(xì)胞,體外大量培養(yǎng)后輸入病人體內(nèi)
敲除病人造血干細(xì)胞的BCL基因,篩選γ珠蛋白含量多的造血干細(xì)胞,體外大量培養(yǎng)后輸入病人體內(nèi)
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