科學(xué)技術(shù)是把“雙刃劍”,給我們的生活帶來便利的同時(shí),也帶來了一些隱藏的危機(jī)。回答下列問題:
(1)“外源基因清除”技術(shù)能在一定程度上解決外源基因擴(kuò)散引起的一系列不利影響。該技術(shù)是將“外源基因清除”調(diào)控組件與基因表達(dá)載體的必備組件重組后構(gòu)建出新的基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中表達(dá),待外源基因完成相應(yīng)的功能后,“外源基因清除”調(diào)控組件將全部外源基因從花粉、種子和果實(shí)等特定器官中徹底清除?!巴庠椿蚯宄闭{(diào)控組件由“特定器官特異啟動子、重組酶(FLP)基因和融合識別位點(diǎn)(LF)”構(gòu)成,LF是利用噬菌體的Cre/LoxP系統(tǒng)和酵母的FLP/FRT系統(tǒng)創(chuàng)造出的融合識別位點(diǎn)。FLP基因在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和空間表達(dá)后,F(xiàn)LP可識別融合識別位點(diǎn)LF并在L與F之間完成切割,從而將兩個(gè)融合識別位點(diǎn)之間的序列在特定時(shí)期從特定植物器官的細(xì)胞基因組中全部清除。其技術(shù)原理如圖1所示:
清除不同器官中的外源基因時(shí)需要插入不同的特異啟動子,原因是
特定基因只能在特定器官中表達(dá)或基因的表達(dá)具有選擇性
特定基因只能在特定器官中表達(dá)或基因的表達(dá)具有選擇性
。圖示的重組酶發(fā)揮清除作用后剩余的序列組合是 L-F-植物基因組
L-F-植物基因組
(用圖中的各序列名稱和短線表示)。
(2)據(jù)報(bào)道,接受豬心臟移植的美國人僅僅存活兩個(gè)月時(shí)間便死亡。這主要是因?yàn)樨i體內(nèi)的GGTA1基因表達(dá)引發(fā)人體發(fā)生急性排斥反應(yīng)造成的。以下是科學(xué)家獲得無免疫排斥的克隆豬心臟的過程,正確的操作順序是 ⑤④②①③⑥
⑤④②①③⑥
(填序號)。
①早期胚胎培養(yǎng)技術(shù)
②動物細(xì)胞核移植技術(shù)
③胚胎移植技術(shù)
④利用基因編輯技術(shù)敲除體細(xì)胞中GGTA1基因
⑤測定GGTA1基因的堿基序列
⑥手術(shù)獲取無免疫排斥的克隆豬心臟
(3)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可用于豬體內(nèi)的GGTA1基因敲除。該系統(tǒng)主要包含單鏈向?qū)NA和Cas9蛋白兩個(gè)部分,向?qū)NA能特異性識別并結(jié)合特定的DNA序列,從而引導(dǎo)Cas9蛋白到相應(yīng)位置并剪切DNA,最終實(shí)現(xiàn)對靶基因序列的編輯,具體過程如圖2所示。對豬體內(nèi)的GGTA1基因進(jìn)行敲除,首先要根據(jù)合成 GGTA1基因的堿基序列
GGTA1基因的堿基序列
向?qū)NA。但是更多的學(xué)者認(rèn)為CRISRP/Cas9基因編輯技術(shù)有時(shí)存在編輯對象出錯(cuò)而造成“脫靶”的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)向?qū)NA的序列長短會影響基因敲除的成功率,向?qū)NA越短脫靶率越 高
高
?!懊摪小钡目赡茉蚴?向?qū)NA過短,其他DNA序列也含有與向?qū)NA互補(bǔ)配對的序列,造成向?qū)NA與非目標(biāo)基因區(qū)段結(jié)合而脫靶
向?qū)NA過短,其他DNA序列也含有與向?qū)NA互補(bǔ)配對的序列,造成向?qū)NA與非目標(biāo)基因區(qū)段結(jié)合而脫靶
。