Question

【題目】2019年1月24日，《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表了上�？茖W(xué)家團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重要成果，即先通過(guò)基因編輯技術(shù)切除獼猴受精卵中的生物節(jié)律核心基因BMAL1，再利用體細(xì)胞克隆技術(shù)，獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴，這是國(guó)際上首次成功構(gòu)建出了一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂的獼猴模型，同時(shí)也是世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”誕生后，體細(xì)胞克隆猴技術(shù)的首次應(yīng)用�；�因編輯技術(shù)是上述研究中的核心技術(shù)，該技術(shù)中的基因編輯工具是經(jīng)改造的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。該系統(tǒng)由向?qū)?/span>RNA和Cas9蛋白組成，由向?qū)?/span>RNA引導(dǎo)Cas9蛋白在特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割來(lái)完成基因的編輯過(guò)程，其工作原理如下圖所示。

（1）CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi)，推測(cè)該系統(tǒng)在細(xì)菌體內(nèi)的作用是___________。

（2）由于Cas9蛋白沒(méi)有特異性，用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因，向?qū)?/span>RNA的識(shí)別序列應(yīng)具有的特點(diǎn)是___________。

（3）為了獲得更多的受精卵，可對(duì)母獼猴注射___________激素，使其超數(shù)排卵，判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是___________。在個(gè)體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是___________。

（4）該團(tuán)隊(duì)利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細(xì)胞克隆出5只后代的實(shí)驗(yàn)中，體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植，原因是___________。

（5）在人類生物節(jié)律紊亂機(jī)理硏究方面，獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動(dòng)物更加理想，理由是___________。基因編輯后通過(guò)體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴（A組），與僅通過(guò)基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴（B組）比較，___________（填“A組”或“B組”）更適合做疾病研究模型動(dòng)物，理由是___________。

Answer 1

【答案】切割外源DNA，保護(hù)自身 能與BMAL1基因特定序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合 促性腺 在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體 獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂 體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難 獼猴與人類親緣關(guān)系更近，獼猴生物節(jié)律性與人類相近 A組 A組遺傳背景一致（生物節(jié)律紊亂程度一致），提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性（B組可能存在遺傳背景（基因編輯成功率）差異，降低科學(xué)研究的可靠性和可比性）（或從遺傳背景的一致性角度的其他合理表述）

【解析】

由圖可知，向?qū)?/span>RNA會(huì)與DNA上特定部位的堿基發(fā)生互補(bǔ)配對(duì)，引導(dǎo)Cas9蛋白在特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割。

（1）CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi)，該系統(tǒng)可能切割外源DNA，保護(hù)自身。

（2）用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因，向?qū)?/span>RNA能與BMAL1基因特定序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合。

（3）可對(duì)母獼猴注射促性腺激素，使其超數(shù)排卵，以獲得更多的受精卵。判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體。在個(gè)體水平上，可以觀察到獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂，說(shuō)明BMAL1基因敲除成功。

（4）體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難，故體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。

（5）由于獼猴與人類親緣關(guān)系更近，獼猴生物節(jié)律性與人類相近，故在人類生物節(jié)律紊亂機(jī)理硏究方面，獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動(dòng)物更加理想�；�因編輯后通過(guò)體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴（A組），與僅通過(guò)基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴（B組）比較，A組遺傳背景一致，提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性，故A組更適合做疾病研究模型動(dòng)物。