CRISPR/Cas9是一種基因編輯技術(shù),在腫瘤治療領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。
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(1)該技術(shù)的原理如圖1,是由向?qū)NA按照 堿基互補配對堿基互補配對原則與目標DNA結(jié)合,引導核酸內(nèi)切酶Cas9對目標DNA進行切割造成雙鏈斷裂,細胞修復斷裂的平末端雙鏈DNA時有兩種途徑:非同源末端連接途徑(NHEJ)會在連接處隨機插入、刪除或替換部分堿基對,從而引發(fā) 基因突變基因突變;同源重組修復途徑(HDR)即在外源供體DNA存在的情況下,供體DNA有幾率通過同源重組的方式與切口處附近的基因組DNA進行堿基片段交換,完成末端連接修復,同時實現(xiàn)精確的基因編輯。
(2)將Cas9和向?qū)NA基因等元件導入人體細胞,對突變的 原癌和抑癌原癌和抑癌基因進行修復是腫瘤治療的思路,該方法中修復DNA雙鏈應(yīng)利用上述 HDRHDR(填“NHEI”或“HDR”)途徑。但Cas9基因太大,超過載體的裝載能力,以及缺乏可控性是臨床應(yīng)用的難點。
(3)為了解決Cas9基因太大的問題,科研人員將Cas9折成兩個肽段:Cas9N和Cas9C,分開時缺乏核酸酶活性,利用兩種能自發(fā)結(jié)合的蛋白Coh2和DocS,實現(xiàn)Cas9兩個肽段的拼接,獲得有活性的Cas9。基于以上原理構(gòu)建轉(zhuǎn)基因小鼠,圖2所示表達載體①處可選擇 EE,②處可選擇 FF。(選填字母編號)
A.Cas9N基因
B.Cas9C基因
C.完整的Cas9基因
D.Coh2和DocS的融合基因
E.DocS和Cas9C的融合基因
F.Coh2和Cas9N的融合基因
G.DocS和Cas9N的融合基因
(4)在可控性方面,研究人員開發(fā)了“光啟“基因編輯工作系統(tǒng)(FAST),原理如下:細菌中的S蛋白能被遠紅光激活,釋放信號;放線菌中的D蛋白,接收到該信號后能結(jié)合DNA??蒲腥藛T將S蛋白基因、D蛋白和轉(zhuǎn)錄激活因子(能結(jié)合上述啟動子1并激活轉(zhuǎn)錄)融合基因與基因編輯系統(tǒng)一同導入小鼠(啟動子2不受誘導,持續(xù)轉(zhuǎn)錄)。結(jié)合(3)補充FAST原理:
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(5)科研人員將FAST轉(zhuǎn)入腫瘤模型小鼠體內(nèi),實驗分組及結(jié)果如圖3所示(遠紅光照射方法為連續(xù)7天每天對腫瘤部位進行4小時照射),結(jié)果說明該方法有效。結(jié)合上述研究說明FAST比普通CRlSPR/Cas9技術(shù)的優(yōu)越之處:基因編輯的可控性好,只有遠紅光照射特定時間段內(nèi),才啟動對腫瘤細胞的突變原癌或抑癌基因剪切與修復;安全性高,降低對正常細胞的相關(guān)基因的剪切,降低治療的副作用基因編輯的可控性好,只有遠紅光照射特定時間段內(nèi),才啟動對腫瘤細胞的突變原癌或抑癌基因剪切與修復;安全性高,降低對正常細胞的相關(guān)基因的剪切,降低治療的副作用。(至少兩點)。
【答案】堿基互補配對;基因突變;原癌和抑癌;HDR;E;F;基因編輯的可控性好,只有遠紅光照射特定時間段內(nèi),才啟動對腫瘤細胞的突變原癌或抑癌基因剪切與修復;安全性高,降低對正常細胞的相關(guān)基因的剪切,降低治療的副作用
【解答】
【點評】
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