Question

【題目】請(qǐng)根據(jù)材料分析回答:

材料一 椐不完全統(tǒng)計(jì)，每年全世界大概有200萬(wàn)人需要器官移植，但器官捐獻(xiàn)的數(shù)量遠(yuǎn)低于需求。要解決器官移植的缺口，一個(gè)途徑是自愿捐獻(xiàn)，第二個(gè)途徑是人造器官，第三個(gè)途徑就是異種器官移植。

早在1905年，法國(guó)科研人員就進(jìn)行了世界第一例異種器官移植手術(shù)，將兔腎植入腎功能衰竭的兒童體內(nèi)。手術(shù)很成功，但16天后由于排異反應(yīng)，這名兒童死于肺部感染。之后，世界各地的研究者逐步加入到異種器官移植研究之中。

材料二 異種器官移植的好處是動(dòng)物器官取之不盡，又比人造器官更具自然和生物性；但異種器官移植也存在排斥反應(yīng)等問(wèn)題。豬的器官因大小和功能與人類相似，被認(rèn)為是最有可能成為能移植到人身上的異體器官。但上世紀(jì)90年代，研究者發(fā)現(xiàn)豬的器官在人體內(nèi)會(huì)被免疫排斥；而且豬的基因組里含有內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的序列對(duì)人體也有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。

基因敲除是自80年代末以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型分子生物學(xué)技術(shù)，是通過(guò)一定的途徑使機(jī)體特定的基因失活或缺失的技術(shù)。

科學(xué)家用新一代基因技術(shù)打把方法，根除了豬細(xì)胞里面所有的內(nèi)源性病毒活性，誕生出世界首批對(duì)器官移植而言“無(wú)毒”的小豬。

（1）“內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的序列對(duì)人體也有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)”，這種潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)主要指的

是________________________，內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒滅活豬的誕生，可大大緩解器人體官移植所面臨的供源不足問(wèn)題，從根本上解決豬器官用于人體移植的__________傳播風(fēng)險(xiǎn)。 （2）基因技術(shù)打靶方法，也稱基因敲除，請(qǐng)你提出一種利用基因敲除去除內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的原理或技術(shù)方法。____________________________________________________________。

（3）利用基因敲除去除內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒后，進(jìn)行異種器官移植不意味著一定安全，理由是_________。

Answer 1

【答案】 嵌在細(xì)胞內(nèi)基因組的病毒，在豬身體里不會(huì)有毒性，但當(dāng)豬的細(xì)胞與人的細(xì)胞接觸時(shí)，病毒就會(huì)從豬的基因組“跳”到人的基因組中，導(dǎo)致人體受到損害（合理給分） 異種病毒 利用基因同源重組進(jìn)行基因敲除 ②利用隨機(jī)插入突變進(jìn)行基因敲除 ③利用RNAi（RNA干擾）引起的基因敲除（回答出其中之一即可，其他合理答案給分） 還需要解決因異種器官移植所產(chǎn)生的免疫排斥反應(yīng)（答出“發(fā)生免疫排斥反應(yīng)”即給分）

【解析】本題考查免疫、基因工程和器官移植相關(guān)知識(shí)，意在考察考生對(duì)科技前沿知識(shí)的了解和對(duì)題干信息的提取和應(yīng)用能力。

（1）內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，是指嵌在細(xì)胞內(nèi)基因組的病毒，在豬身體里不會(huì)有毒性，但當(dāng)豬的細(xì)胞與人的細(xì)胞接觸時(shí)，病毒就會(huì)從豬的基因組“跳”到人的基因組中。異種病毒傳播最典型的例子，就是艾滋病病毒從靈長(zhǎng)類動(dòng)物傳播到人類。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒滅活豬誕生，從根本上解決了豬器官用于人體移植的異種病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)。

（2）實(shí)現(xiàn)基因敲除的多種原理和方法：

①利用基因同源重組進(jìn)行基因敲除 通常意義上的基因敲除主要是應(yīng)用DNA同源重組原理，用設(shè)計(jì)的同源片段替代靶基因片段，從而達(dá)到基因敲除的目的。

②利用隨機(jī)插入突變進(jìn)行基因敲除 此法利用某些能隨機(jī)插入基因序列的病毒、細(xì)菌或其它基因載體，在目標(biāo)細(xì)胞基因組中進(jìn)行隨機(jī)插入突變，建立一個(gè)攜帶隨機(jī)插入突變的細(xì)胞庫(kù)，然后通過(guò)相應(yīng)的標(biāo)記進(jìn)行篩選獲得相應(yīng)的基因敲除細(xì)胞。

③雙鏈RNA進(jìn)入細(xì)胞后，能夠在Dicer酶的作用下被裂解成siRNA，而另一方面雙鏈RNA還能在RdRP的作用下自身擴(kuò)增后，再被Dicer酶裂解成siRNA.siRNA的雙鏈解開變成單鏈，并和某些蛋白形成復(fù)合物，Argonaute2是目前唯一已知的參與復(fù)合物形成的蛋白。此復(fù)合物同與siRNA互補(bǔ)的mRNA結(jié)合，一方面使mRNA被RNA酶裂解，另一方面以siRNA作為引物，以mRNA為模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互補(bǔ)鏈。結(jié)果mRNA也變成了雙鏈RNA，它在Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發(fā)RNAi作用，通過(guò)這個(gè)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，細(xì)胞內(nèi)的siRNA大大增加，顯著增加了對(duì)基因表達(dá)的抑制。從21到23個(gè)核苷酸的siRNA到幾百個(gè)核苷酸的雙鏈RNA都能誘發(fā)RNAi，但長(zhǎng)的雙鏈RNA阻斷基因表達(dá)的效果明顯強(qiáng)于短的雙鏈RNA。

（3）異種器官移植會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，故科學(xué)家還需要解決此方面的問(wèn)題。