CRISPR/Cas9是一種基因編輯技術(shù),科研人員對其進行了一系列改造。

(1)Cas9蛋白能與人工設計的sgRNA形成復合體(如圖1)。復合體中的sgRNA與目的基因按照 堿基互補配對堿基互補配對原則特異性結(jié)合。復合體在sgRNA引導下結(jié)合目的基因,Cas9蛋白切割目的基因造成雙鏈斷裂,細胞在修復斷裂的DNA時會隨機插入、刪除或替換部分堿基對,從而引發(fā) 基因突變基因突變。
(2)將編碼Cas9蛋白的基因改造后形成新基因dCas9,與Cas9蛋白相比,dCas9蛋白失去剪切活性,但與sgRNA結(jié)合等功能不變。構(gòu)建能夠表達dCas9的質(zhì)粒A,設計一系列與紅色熒光蛋白基因(RFP基因)上游不同部位結(jié)合的sgRNA序列(如圖2),并以此為依據(jù)構(gòu)建能表達sgRNA的質(zhì)粒B,將質(zhì)粒A、B共同導入含有 RFP基因的大腸桿菌,測定大腸桿菌紅色熒光強度,實驗結(jié)果如圖3所示。實驗結(jié)果顯示,對照組的紅色熒光強度約為sgRNA3組的 100100倍。由實驗結(jié)果可以得出:dCas9能抑制基因表達,sgRNA的結(jié)合位置距RNA聚合酶結(jié)合位點越近,對基因表達的抑制作用越強dCas9能抑制基因表達,sgRNA的結(jié)合位置距RNA聚合酶結(jié)合位點越近,對基因表達的抑制作用越強。
(3)VP64蛋白可結(jié)合RNA聚合酶,激活基因的轉(zhuǎn)錄,但VP64蛋白無法識別或結(jié)合特定的DNA片段??蒲腥藛T欲利用上述系統(tǒng)和VP64蛋白促進特定基因表達,請設計促進細胞中已存在的基因X表達的方案。
(4)請寫出CRISPR/Cas9及其改造產(chǎn)品的在科學研究中的應用。
【答案】堿基互補配對;基因突變;100;dCas9能抑制基因表達,sgRNA的結(jié)合位置距RNA聚合酶結(jié)合位點越近,對基因表達的抑制作用越強
【解答】
【點評】
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