異源器官移植是替代受損或衰竭器官的有效方法。中國科學(xué)院研究員通過將紅色熒光標(biāo)記的人多功能干細(xì)胞（iPSCs）注射到豬胚胎中，成功借助豬胚胎培育出人源性腎臟，如圖1所示。該研究首先通過敲除豬胚胎細(xì)胞中與腎臟發(fā)育密切相關(guān)的基因P和基因M，獲得腎臟缺陷型豬胚胎，為后續(xù)iPSCs的生長和分化提供了必要的胚胎互補(bǔ)環(huán)境；其次，向iPSCs轉(zhuǎn)入促增殖基因和抗凋亡基因，并誘導(dǎo)兩者高水平表達(dá)，如圖2所示，大大增強(qiáng)iPSCs在豬胚胎中的存活率。?

回答下列問題：
（1）改造人類多功能干細(xì)胞：
①圖2中質(zhì)粒上有促增殖基因、紅色熒光蛋白基因和

逆轉(zhuǎn)錄酶基因、抗凋亡基因、轉(zhuǎn)錄激活蛋白A的基因、與目的基因整合至人類基因組有關(guān)的酶的基因、介導(dǎo)病毒侵染人體細(xì)胞相關(guān)的蛋白的基因等

逆轉(zhuǎn)錄酶基因、抗凋亡基因、轉(zhuǎn)錄激活蛋白A的基因、與目的基因整合至人類基因組有關(guān)的酶的基因、介導(dǎo)病毒侵染人體細(xì)胞相關(guān)的蛋白的基因等

基因（答出兩種即可）等。
②獲得轉(zhuǎn)基因iPSCs細(xì)胞后，需將其培養(yǎng)在含

四環(huán)素

四環(huán)素

的培養(yǎng)液中，從而實(shí)現(xiàn)抗凋亡蛋白與促增殖蛋白的過量表達(dá)。為檢驗(yàn)誘導(dǎo)表達(dá)效果，提取培養(yǎng)后細(xì)胞的蛋白質(zhì)，利用蛋白質(zhì)的帶電特性，通過

電泳

電泳

將不同大小的蛋白質(zhì)分開，再用帶標(biāo)記的

針對目標(biāo)蛋白（或抗凋亡蛋白與促增殖蛋白）的抗體分子

針對目標(biāo)蛋白（或抗凋亡蛋白與促增殖蛋白）的抗體分子

進(jìn)行檢測。
（2）構(gòu)建雙基因敲除的豬胚胎：
①設(shè)法獲得敲除基因P的豬胚胎成纖維細(xì)胞后，將細(xì)胞與去核卵母細(xì)胞通過

電刺激

電刺激

進(jìn)行誘導(dǎo)融合和激活，獲得重組細(xì)胞。
②向重組細(xì)胞注射堿基編輯器CBE，CBE可將基因M特定序列中的堿基C脫去氨基轉(zhuǎn)變?yōu)閁，在DNA復(fù)制后，使堿基對C-G被A-T替換，編碼谷氨酰胺的密碼子（CAA）轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼子（UAA），這將導(dǎo)致

翻譯時(shí)序列合成提前終止，表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與功能異常

翻譯時(shí)序列合成提前終止，表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與功能異常

，從而達(dá)到敲除基因D的目的。
③雙基因敲除后的重組細(xì)胞通過胚胎體外培養(yǎng)至

囊胚期或桑葚胚

囊胚期或桑葚胚

后轉(zhuǎn)移至代孕母體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，最終獲得缺失腎臟的豬胚胎。
（3）嵌合體胚胎的培養(yǎng)與檢測：
將轉(zhuǎn)基因iPSCs注入雙基因敲除的豬早期胚胎中獲得嵌合體胚胎，將嵌合胚胎移植至代孕豬體內(nèi)，在胚胎發(fā)育的第28天終止妊娠而不是待其發(fā)育為成體豬時(shí)再終止生命的原因是

避免倫理問題

避免倫理問題

。對胚胎進(jìn)行解剖觀察，觀察胚胎中

紅色熒光

紅色熒光

的分布可知人iPSCs參與形成嵌合體胚胎的哪些組織器官。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人細(xì)胞絕大部分位于腎臟，而胚胎的其余部分則基本由豬細(xì)胞組成，形成該結(jié)果的機(jī)理是

人細(xì)胞的競爭能力弱于豬細(xì)胞，因此其它部位人類細(xì)胞無法大量介入；豬胚胎缺乏形成腎臟所需的關(guān)鍵基因，無法形成腎臟，形成空缺，此時(shí)人細(xì)胞進(jìn)入，發(fā)育形成腎臟

人細(xì)胞的競爭能力弱于豬細(xì)胞，因此其它部位人類細(xì)胞無法大量介入；豬胚胎缺乏形成腎臟所需的關(guān)鍵基因，無法形成腎臟，形成空缺，此時(shí)人細(xì)胞進(jìn)入，發(fā)育形成腎臟

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