2022年1月7日,美國馬里蘭州的醫(yī)生首次將基因編輯豬的心臟移植到人類患者身上。如果異種移植可以實現(xiàn),將可明顯緩解器官緊缺的問題。請回答下列問題:
(1)進行器官移植手術后,免疫系統(tǒng)會把來自其他人的器官當作
“非己”(抗原)
“非己”(抗原)
成分進行攻擊,這就是器官移植容易失敗的原因。在免疫排斥中起主要作用的是 細胞
細胞
免疫。
(2)為了更好地減少免疫排斥反應,研究者在豬的培育過程中,進行了基因編輯。敲除了三個和人類可能會產生排斥的基因,同時添加了6個幫助人類免疫系統(tǒng)接受豬心臟的基因。常用的基因編輯系統(tǒng)是CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含向導RNA(sgRNA)和Cas9蛋白兩部分:sgRNA能特異性識別特定的DNA序列,能引導Cas9蛋白到相應位置切割DNA,最終實現(xiàn)對靶基因序列定點編輯。
①基因編輯過程可能需要的工具酶是 限制性核酸內切酶、DNA連接酶
限制性核酸內切酶、DNA連接酶
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②科學家運用基因工程刪除了豬細胞中和人產生排斥的基因,添加了6個幫助人類免疫系統(tǒng)接受豬心臟的基因。從變異的角度看,這種變異屬于 可遺傳變異
可遺傳變異
。
③CRISPR/Cas9基因編輯技術有時存在編輯對象出錯而造成“脫靶”,sgRNA的識別序列越短,基因編輯的脫靶率越高。請分析原因:sgRNA的識別序列短,特異性差,容易與其他片段結合造成編輯出錯
sgRNA的識別序列短,特異性差,容易與其他片段結合造成編輯出錯
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(3)除了進行基因敲除外,科學家還試圖通過導入少量基因,將人體高度分化的成熟體細胞重新編程為可發(fā)育成身體組織的非成熟細胞。這種細胞與人類胚胎干細胞極其相似,稱為誘導多能干細胞(iPS細胞)。據此推測iPS細胞功能特點是 具有發(fā)育全能性
具有發(fā)育全能性
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(4)盡管異體移植易出現(xiàn)免疫排斥,但胚胎移植卻能夠在受體子宮內存活。胚胎移植能夠在受體內存活的前提條件是 受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應
受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應
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