Question

【題目】在HIV侵染免疫細胞的過程中，細胞表面的CCR5蛋白是病毒的一個識別位點，協助介導了H進入細胞的過程。自然情況下，CCR5基因可缺失32個堿基對，成為它的等位基因(稱為CCR5△32基因)，如果一個人是CCR5△32基因的純合子，那么他的免疫細胞表面沒有完整的CCR5蛋白可用，就不易被HIV感染。2018年底，賀建奎團隊聲稱通過 CRISPR/Cas9技術對數個胚胎進行了基因編輯，被編輯的嬰兒的所有細胞不能合成完整的CCR5蛋白，從而天生免疫艾滋病。請回答：

(1)CCR5基因的表達需要___________等不可缺少的調控組件，CCR5△32基因指導合成的肽鏈氨基酸數目減少，原因可能是mRNA______________________。

(2)如圖所示，CRISPR/Cas9是一種新型的基因組定點編輯系統，根據CCR5基因的序列設計sgRNA（向導RNA)，該sgRNA的序列與CCR5基因部分序列互補配對誘導Cas9n蛋白結合于基因的特異性位點并切割，使CCR5基因發生堿基對的___________，導致基因突變。該過程中，sgRNA和Cas9n對DNA的共同作用類似___________酶的作用。

(3)為驗證胚胎的CCR5基因是否成功被編輯，需要在胚胎發育早期，將細胞的微量全基因組DNA用___________技術進行擴增，然后采用___________技術檢測目的基因以及轉錄出的mRNA是否存在，還需要對___________蛋白進行檢測。

(4)賀建奎團隊的行為遭到了科學界的強烈譴責，因為_____________________________(寫出兩點)。

Answer 1

【答案】啟動子、終止子 變短（終止密碼提前出現） 缺失 限制 PCR 分子雜交 CCR5 無法證實被編輯個體是否能免疫H1V；可能被編輯個體受其他疾病感染的風險提高； 可能被編輯個體的其他基因被破壞

【解析】

1、基因表達載體中啟動子是RNA聚合酶識別結合的位點，可驅動基因轉錄，終止子可控制基因的轉錄結束。

2、體外擴增目的基因常用PCR技術。

3、對目的基因的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。

（1）啟動子可以被RNA聚合酶識別，并開始轉錄，終止子是DNA分子中終止轉錄的核苷酸序列。若要CCR5基因能夠表達，首先需要其能正確轉錄，故CCR5基因的表達需要啟動子、終止子等不可缺少的調控組件。CCR5△32基因與CCR5基因相比缺失了32個堿基，所以CCR5△32基因指導合成的肽鏈中氨基酸數目減少，可能是突變后的基因轉錄形成的mRNA變短。

（2）由圖可知，sgRNA的序列與CCR5基因部分序列互補配對可誘導Cas9n蛋白結合于基因的特異性位點并切割，使CCR5基因發生堿基對的缺失，導致基因突變。該過程中，sgRNA和Cas9n對DNA的共同作用類似限制酶的作用。

（3）體外擴增目的基因常用PCR技術。檢測目的基因是否導入受體細胞以及目的基因是否轉錄常用分子雜交技術。若要檢測目的基因是否翻譯，還需要用CCR5蛋白對其進行檢測。

（4）由于該實驗無法證實被編輯個體是否能免疫HIV，以及可能被編輯個體受其他疾病感染的風險提高、或者被編輯個體的其他基因可能被破壞等問題存在，使賀建奎團隊的行為遭到了科學界的強烈譴責。