2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位開發(fā)出CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的科學(xué)家,該技術(shù)在實(shí)體瘤研究中得到廣泛應(yīng)用。
(1)Cas9是一種來(lái)自細(xì)菌的核酸內(nèi)切酶,其由相關(guān)基因指導(dǎo)在
核糖體
核糖體
上合成,它與sgRNA構(gòu)成的復(fù)合體能與DNA分子特定堿基序列結(jié)合,如圖1所示,據(jù)圖1分析,作用原理是sgRNA能與DNA單鏈進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)
堿基互補(bǔ)配對(duì)
,Cas9能在NGGPAM序列(幾乎存在于所有基因中)上游切斷DNA雙鏈的磷酸二酯
磷酸二酯
鍵。
(2)結(jié)直腸癌是常見的消化道惡性腫瘤,研究發(fā)現(xiàn)APC基因發(fā)生突變引起的結(jié)腸和直腸腺瘤性息肉與結(jié)直腸癌密切相關(guān)。將Cas9
Cas9
基因及靶向小鼠APC基因的16號(hào)外顯子的雙鏈sgRNA拼接后形成目的基因
目的基因
與慢病毒載體結(jié)合,導(dǎo)入小鼠結(jié)腸細(xì)胞,獲得APC基因缺失的結(jié)腸細(xì)胞,通過(guò)黏膜注射,將APC基因缺失結(jié)腸細(xì)胞原位移植入免疫缺陷小鼠,生成腺瘤,獲得結(jié)直腸癌小鼠模型,請(qǐng)寫出該模型的一種應(yīng)用研究藥物對(duì)結(jié)直腸癌小鼠的治療效果,研究結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)理
研究藥物對(duì)結(jié)直腸癌小鼠的治療效果,研究結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)理
。
(3)CRISPR/Cas9技術(shù)還可用于結(jié)直腸癌相關(guān)基因功能的研究。研究人員通過(guò)CRISPR/Cas9技術(shù)在人結(jié)腸癌細(xì)胞HRT18中敲除產(chǎn)促紅細(xì)胞生成素人干細(xì)胞A1受體基因(EPHA1基因),進(jìn)行細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)。
補(bǔ)充圖中步驟①空質(zhì)粒
空質(zhì)粒
,②胰蛋白酶或膠原蛋白酶
胰蛋白酶或膠原蛋白酶
,③貼壁
貼壁
。由圖可知,與另外兩組相比,48h后c組細(xì)胞劃痕的寬度較小
小
,說(shuō)明EPHA1基因可抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移
EPHA1基因可抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移
。
(4)請(qǐng)寫出CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)其他可能的一項(xiàng)應(yīng)用基因治療、動(dòng)植物品種改良
基因治療、動(dòng)植物品種改良
。