Question

【題目】科研人員利用基因編輯技術刪除小鼠母本基因組的相關印記區(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刪除母本基因組的相關印記區(qū)域。為了檢測刪除是否成功，在分子水平需要應用______________________________技術進行檢測。

（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_________，才能特異性結合。Cas9酶作用于特征DNA序列的____________________（填DNA分子的相關結構）。

（4）上圖中的“卵母細胞”應處于________________（時期）。應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 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；卵母細胞所含營養(yǎng)物質豐富 代孕母鼠子宮對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應

【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：（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，這為胚胎在受體內的存活提供了可能 ；（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刪除相關的基因印跡區(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。

（2）驗證基因是否刪除成功，需要利用DNA分子雜交技術進行檢測。

（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合。Cas9酶與DNA的基因靶點結合時發(fā)生了構象變化，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；卵母細胞所含營養(yǎng)物質豐富。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，使得胚胎能在代孕母鼠體內存活的生理基礎。