Question

【題目】骨髓增生異常綜合征（MDS）是一組造血干細(xì)胞的異質(zhì)性增殖性疾病，紅細(xì)胞生成缺陷及發(fā)育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以參與斑馬魚胚胎造血基因表達(dá)調(diào)控，在紅細(xì)胞發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。斑馬魚和人類基因有著87%的高度同源性，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果大多數(shù)情況下適用于人體，因此以斑馬魚為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了相關(guān)研究。

（1）在造血干細(xì)胞中，以__________________為模板，合成mRNA 并指導(dǎo)TET2 蛋白合成。進(jìn)行此過程時(shí)，一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)____________，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，其意義是_______________。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，TET2基因在調(diào)控造血基因表達(dá)過程中存在下列現(xiàn)象：

① 造血基因------Gata-1 基因在DNA 甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）的作用下，將胞嘧啶轉(zhuǎn)化為5-甲基胞嘧啶（5-mC），如圖2 中A所示。DNA甲基化使得___________不能識(shí)別相應(yīng)的堿基序列，影響轉(zhuǎn)錄過程，進(jìn)而造成Gata-1 基因沉默。

②科研人員使用亞硫酸氫鈉處理Gata-1 基因，進(jìn)行________擴(kuò)增，如圖2-B，對(duì)擴(kuò)增后的產(chǎn)物進(jìn)行分析，就可以區(qū)分甲基化與未甲基化的胞嘧啶，區(qū)分依據(jù)是對(duì)比圖2A、B發(fā)現(xiàn)___________________。

（3）為研究TET2 基因調(diào)控斑馬魚紅細(xì)胞的生成，利用MO（阻斷TET2 基因表達(dá)）技術(shù)敲除TET2 基因后，檢測(cè)Gata-1 基因的甲基化水平。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)TET2 蛋白使5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量明顯下降，能夠恢復(fù)Gata-1基因__________，結(jié)合圖3 可推測(cè)出TET2基因的作用是________________________。

Answer 1

【答案】DNA一條鏈 核糖體 短時(shí)間內(nèi)快速合成大量相同的蛋白質(zhì)，節(jié)約能量 RNA聚合酶 PCR 經(jīng)亞硫酸氫鈉處理后，未被甲基化的C變成了U，甲基化的C沒有發(fā)生變化，還是C 轉(zhuǎn)錄 TET2基因表達(dá)產(chǎn)物TET2蛋白降低Gata-1 5-me含量， 恢復(fù)gata-1正常轉(zhuǎn)錄，造血干細(xì)胞正常分化成紅細(xì)胞

【解析】

由圖1可知，TET2基因的表達(dá)過程為以TET2基因的一條鏈為模板，合成mRNA，并指導(dǎo)TET2蛋白的合成。

由圖2可知，A、B對(duì)比分析可知，經(jīng)亞硫酸氫鈉處理后，未被甲基化的C變成了U，甲基化的C沒有發(fā)生變化。

由圖3可知，與對(duì)照組相比，利用MO（阻斷TET2基因表達(dá)）技術(shù)敲除TET2基因后，Gata-1基因的5-mC含量升高。

（1）在造血干細(xì)胞中，以DNA一條鏈為模板，合成mRNA，并指導(dǎo)TET2蛋白合成。進(jìn)行此過程時(shí)，一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，短時(shí)間內(nèi)快速合成大量相同的蛋白質(zhì)，大大提高了翻譯效率。

（2）①轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶能夠識(shí)別特定的核苷酸序列，因此DNA甲基化使得RNA聚合酶不能識(shí)別相應(yīng)的堿基序列，影響轉(zhuǎn)錄過程，進(jìn)而造成Gata-1基因沉默。

②由圖2-B可知，科研人員使用亞硫酸氫鈉處理Gata-1基因，然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增。對(duì)比圖2中A、B發(fā)現(xiàn)經(jīng)亞硫酸氫鈉處理后，未被甲基化的C變成了U，甲基化的C沒有發(fā)生變化，還是C，因此對(duì)擴(kuò)增后的產(chǎn)物進(jìn)行分析，就可以區(qū)分甲基化與未甲基化的胞嘧啶。

（3）由（2）①可知，DNA甲基化使得RNA聚合酶不能識(shí)別相應(yīng)的堿基序列，影響轉(zhuǎn)錄過程，造成Gata-1基因沉默。由圖3可知，與對(duì)照組相比，利用MO（阻斷TET2基因表達(dá)）技術(shù)敲除TET2基因后，Gata-1基因的5-mC含量升高，說明TET2基因的表達(dá)產(chǎn)物TET2蛋白可使5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量下降，能夠恢復(fù)Gata-1基因轉(zhuǎn)錄，使造血干細(xì)胞正常分化成紅細(xì)胞。