Question

【題目】科研人員利用基因編輯技術(shù)刪除小鼠母本基因組的相關(guān)印記區(qū)域，培育出了由母本單倍體干細胞融合發(fā)育而來的孤雌生殖小鼠，為探索生殖奧秘作出了貢獻。過程見下圖：

（1）上圖孤雌小鼠的獲得，用到動物細胞培養(yǎng)_________、 _________、 _________胚胎移植等生物技。

（2）孤雌小鼠培育過程中需要用基因編輯技術(shù)刪除母本基因組的相關(guān)印記區(qū)域。為了檢測刪除是否成功，在分子水平需要應(yīng)用______________________________技術(shù)進行檢測。

（3）常用的基因編輯系統(tǒng)是 crispr-cas9，其過程為：先讓一段RNA與特征DNA序列結(jié)合，由此引導Cas9酶對特征DNA序列切割。因為“一段RNA”能與特征DNA序列_________，才能特異性結(jié)合。Cas9酶作用于特征DNA序列的____________________（填DNA分子的相關(guān)結(jié)構(gòu)）。

（4）上圖中的“卵母細胞”應(yīng)處于________________（時期）。應(yīng)用卵母細胞培育孤雌小鼠容易成功，其原因是_______________________。并且由上述卵母細胞發(fā)育而來的胚胎能在代孕母鼠體內(nèi)存活的原因是____________。

Answer 1

【答案】基因工程 動物細胞核移植 早期胚胎培養(yǎng) DNA分子雜交技術(shù) 堿基互補配對 磷酸二酯鍵 MⅡ中期（減數(shù)第二次分裂中期） 卵母細胞體積大，易操作；含促使細胞核表達全能性的物質(zhì)；卵母細胞所含營養(yǎng)物質(zhì)豐富 代孕母鼠子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)

【解析】

1、孤雌生殖也稱單性生殖，即卵不經(jīng)過受精也能發(fā)育成正常的新個體的生殖方式。

2、胚胎移植的生理學基礎(chǔ)：（1）供體與受體相同的生理變化，為供體的胚胎植入受體提供了相同的生理環(huán)境；（2）哺乳動物早期胚胎形成后，在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，而是出于游離狀態(tài)，為胚胎的收集提供了可能；（3）受體子宮不對外來胚胎發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能 ；（4）移植入受體的胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系，但移入受體的供體胚胎的遺傳特性不會受到影響。

（1）識圖分析可知，整個過程中用基因編輯技術(shù)刪除相關(guān)的基因印跡區(qū)域，該過程中使用的Cas9酶類似于限制酶的作用，因此屬于基因工程的操作，經(jīng)編輯后的細胞用動物細胞培養(yǎng)成多個細胞或組織，利用核移植技術(shù)使卵母細胞與新核融合，體外培養(yǎng)胚胎至桑椹胚或囊胚后移植胚胎進入代孕母鼠體內(nèi)。

（2）驗證基因是否刪除成功，需要利用DNA分子雜交技術(shù)進行檢測。

（3）讓一段RNA與目標特征DNA序列的堿基互補配對后兩者才能結(jié)合。Cas9酶與DNA的基因靶點結(jié)合時發(fā)生了構(gòu)象變化，酶功能區(qū)對靶標DNA的反向鏈進行定位切割DNA分子的磷酸二酯鍵，刪除基因。

（4）傳統(tǒng)的細胞核移植技術(shù)中，受體卵母細胞處于減數(shù)第二次分裂中期。因為卵母細胞體積大，易操作；含促使細胞核表達全能性的物質(zhì)；卵母細胞所含營養(yǎng)物質(zhì)豐富。由于代孕母鼠子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，使得胚胎能在代孕母鼠體內(nèi)存活的生理基礎(chǔ)。