Question

【題目】新冠肺炎是由新冠病毒（SARS-CoV-2）感染引起的呼吸道傳染病，研究表明新冠病毒侵染的關(guān)鍵是病毒表面的S蛋白與人體細(xì)胞表面ACE2特異結(jié)合。請回答下列問題：

（1）為及時確診，科學(xué)家研制了基因檢測試劑盒，其機(jī)理為：分離待測個體細(xì)胞的總RNA，在_______酶的作用下得到相應(yīng)的DNA，再利用__________技術(shù)擴(kuò)增將樣本中微量的病毒信息放大，最后以熒光的方式讀取信號。

（2）預(yù)防新冠肺炎（COVID--19）的有效措施是接種疫苗，核酸疫苗已成為疫苗研發(fā)的新領(lǐng)域。與DNA疫苗（通過抗原蛋白基因在動物細(xì)胞中表達(dá)引起機(jī)體免疫應(yīng)答）相比，mRNA疫苗的安全性更有優(yōu)勢。這是因為mRNA不需要進(jìn)入細(xì)胞核，無__________的風(fēng)險，且易被__________水解，不會遺傳給子細(xì)胞。

（3）研制S蛋白的單克隆抗體可能成為治療新冠肺炎的途徑，請利用小鼠作實驗材料，簡要寫出制備S蛋白的單克隆抗體的實驗過程：____________________。

（4）構(gòu)建乳腺生物反應(yīng)器可生產(chǎn)相應(yīng)的藥物蛋白，用來治療冠肺炎。構(gòu)建的方法有多種，一是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將重組基因?qū)�入到受精卵中，使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物：二是通過轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞核移植技術(shù)生產(chǎn)克隆動物作為生物反應(yīng)器。兩種方法獲得的胚胎都要借助技術(shù)__________和__________技術(shù)才能獲得轉(zhuǎn)基因動物個體。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄 PCR 整合到宿主細(xì)胞染色體基因組中 RNA酶 取已免疫小鼠的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞，誘導(dǎo)融合后轉(zhuǎn)入選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選。對所得的細(xì)胞再利用S蛋白進(jìn)行抗體檢測，選擇陽性細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，分離提純相應(yīng)抗體 早期胚胎培養(yǎng)（動物細(xì)胞培養(yǎng)） 胚胎移植

【解析】

疫苗是將病原微生物（如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等）及其代謝產(chǎn)物，經(jīng)過人工減毒、滅活或利用轉(zhuǎn)基因等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動免疫制劑。當(dāng)動物體接觸到這種不具傷害力的病原菌后，免疫系統(tǒng)便會產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的記憶細(xì)胞；當(dāng)動物再次接觸到這種病原菌時，動物體的免疫系統(tǒng)便會利用已有的記憶細(xì)胞，進(jìn)行二次免疫，防止對病原體對機(jī)體的傷害。

單克隆抗體的制備過程：

1.免疫動物：用目的抗原免疫小鼠，使小鼠產(chǎn)生B淋巴細(xì)胞。

2.細(xì)胞融合：將準(zhǔn)備好的同系骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞按一定比例混合，并加入促融合劑聚乙二醇。在聚乙二醇作用下，各種淋巴細(xì)胞可與骨髓瘤細(xì)胞發(fā)生融合，形成雜交瘤細(xì)胞。

3.選擇性培養(yǎng)：選擇性培養(yǎng)的目的是篩選融合的雜交瘤細(xì)胞，一般采用HAT選擇性培養(yǎng)基。在HAT培養(yǎng)基中，未融合的骨髓瘤細(xì)胞因缺乏次黃嘌呤-鳥嘌呤-磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（ S途徑），不能利用補(bǔ)救途徑合成 DNA而死亡。未融合的淋巴細(xì)胞雖具有次黃嘌呤-鳥嘌呤-磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（S途徑），但其本身不能在體外長期存活也逐漸死亡。只有融合的雜交瘤細(xì)胞由于從淋巴細(xì)胞獲得了次黃嘌呤-鳥嘌呤-磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（ S途徑），并具有骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖的特性，因此能在HAT培養(yǎng)基中存活和增殖。

4.雜交瘤陽性克隆的篩選與克隆化：在HAT培養(yǎng)基中生長的雜交瘤細(xì)胞，只有少數(shù)是分泌預(yù)定特異性單克隆抗體的細(xì)胞，因此，必須進(jìn)行篩選和克隆化。通常采用有限稀釋法進(jìn)行雜交瘤細(xì)胞的克隆化培養(yǎng)。采用靈敏、快速、特異的免疫學(xué)方法，篩選出能產(chǎn)生所需單克隆抗體的陽性雜交瘤細(xì)胞，并進(jìn)行克隆擴(kuò)增。

5.單克隆抗體的大量制備：主要采用動物體內(nèi)誘生法和體外培養(yǎng)法。

(1)體內(nèi)誘生法：在小鼠腹腔內(nèi)接種雜交瘤細(xì)胞。雜交瘤細(xì)胞在小鼠腹腔內(nèi)增殖，并產(chǎn)生和分泌單克隆抗體。約1-2周，可見小鼠腹部膨大。用注射器抽取腹水，即可獲得大量單克隆抗體。

(2)體外培養(yǎng)法：將雜交瘤細(xì)胞置于培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生并分泌單克隆抗體，收集培養(yǎng)上清液，離心去除細(xì)胞及其碎片，即可獲得所需要的單克隆抗體。

動物乳腺生物反應(yīng)器是基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺，使外源基因?qū)�入動物基因組中并定位表達(dá)于動物乳腺，利用動物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在動物的乳汁中生產(chǎn)一些具有重要價值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)基因動物的總稱。

（1）利用RNA得到相應(yīng)DNA的方法為逆轉(zhuǎn)錄，起作用的酶為逆轉(zhuǎn)錄酶，在體外將DNA擴(kuò)增的技術(shù)是PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）。

（2）病毒DNA一般進(jìn)入細(xì)胞核，整合到宿主細(xì)胞DNA上，與宿主細(xì)胞的基因共同轉(zhuǎn)錄、翻譯，若是應(yīng)用mRNA，則不會有遺傳信息整合到宿主細(xì)胞DNA上的風(fēng)險。在進(jìn)行翻譯后，mRNA被細(xì)胞中的RNA酶催化水解，較DNA疫苗更加安全。

（3）制備單克隆抗體的簡單步驟：取已免疫小鼠的B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞，誘導(dǎo)融合后轉(zhuǎn)入選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選。對所得的細(xì)胞再利用S蛋白進(jìn)行抗體檢測，選擇陽性細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)，分離提純相應(yīng)抗體。

（4）無論是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將重組基因?qū)�入到受精卵中還是通過轉(zhuǎn)基因體細(xì)胞核移植技術(shù)生產(chǎn)克隆動物，都需要在動物體外獲得轉(zhuǎn)基因胚胎，然后移植進(jìn)入雌性動物子宮發(fā)育。所以二者都要借助的技術(shù)是早期胚胎培養(yǎng)（動物細(xì)胞培養(yǎng)）和胚胎移植。