心臟移植是挽救終末期心臟病患者生命唯一有效的手段,然而心臟移植過程中會發(fā)生缺血再灌注損傷(IRI),可能導(dǎo)致心臟壞死。研究發(fā)現(xiàn),IRI通過促進Caspase8等一系列凋亡基因的表達,導(dǎo)致細胞凋亡壞死最終引起器官損傷。根據(jù)Caspase8基因合成的小干擾RNA(siRNA)可以使Gaspase8基因沉默,有效抑制IRI所致的器官損傷。圖1是利用豬的心肌細胞開展siRNA作用研究的示意圖。
回答下列問題:
(1)圖中步驟②構(gòu)建重組質(zhì)粒需要使用 限制酶、DNA連接酶限制酶、DNA連接酶等工具酶。與直接將siRNA導(dǎo)入豬的心肌細胞相比,通過重組質(zhì)粒將siRNA對應(yīng)的DNA序列導(dǎo)入心肌細胞,其優(yōu)點是 可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默(答出一點)。
(2)siRNA對應(yīng)DNA序列在心肌細胞中表達產(chǎn)生的siRNA,與RISC組裝形成基因沉默復(fù)合物,通過抑制基因表達的 翻譯翻譯過程,使Caspase8基因沉默,從而降低IRI引起的細胞凋亡。
(3)研究人員根據(jù)Caspase8基因的堿基序列,設(shè)計了三種序列分別導(dǎo)入豬的心肌細胞,通過測定靶基因Caspase8的mRNA含量來確定最優(yōu)序列。測定mRNA含量時,需提取心肌細胞的總RNA,經(jīng)過 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄過程得到cDNA,再進行PCR擴增,測定PCR產(chǎn)物量,結(jié)果如圖2所示。據(jù)此判斷最優(yōu)序列是 序列2序列2。
(4)選用豬的心肌細胞做受體細胞是因為豬在基因、解剖結(jié)構(gòu)、生理生化和免疫反應(yīng)等方面與人類極為相似。為了解決心臟移植供體短缺問題,許多科學(xué)家正在研究用豬心臟代替人的心臟。你認為將豬心臟移植到人體面臨的最大挑戰(zhàn)是 免疫排斥反應(yīng)免疫排斥反應(yīng),這是因為免疫系統(tǒng)會把外來器官當(dāng)作 抗原(“非己”)抗原(“非己”)成分進行攻擊。請說出一種解決這一問題的思路:可以利用基因工程技術(shù)將免疫排斥有關(guān)豬的抗原基因敲除或轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因,將豬細胞偽裝人的細胞可以利用基因工程技術(shù)將免疫排斥有關(guān)豬的抗原基因敲除或轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因,將豬細胞偽裝人的細胞。
【答案】限制酶、DNA連接酶;可持續(xù)產(chǎn)生siRNA,使靶基因長時間沉默;翻譯;逆轉(zhuǎn)錄;序列2;免疫排斥反應(yīng);抗原(“非己”);可以利用基因工程技術(shù)將免疫排斥有關(guān)豬的抗原基因敲除或轉(zhuǎn)入一些人類特有蛋白的基因,將豬細胞偽裝人的細胞
【解答】
【點評】
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