亨廷頓舞蹈?。℉D)是由單基因(HTT)突變導(dǎo)致的神經(jīng)退行性疾病,患者表現(xiàn)為行為遲緩或運(yùn)動障礙。研究人員利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建HD模型小鼠,為制備其它神經(jīng)退行性疾病的動物模型提供了參考。
(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)的工作原理如圖1所示:
CRISPR/Cas9系統(tǒng)是由具有切割雙鏈DNA切割雙鏈DNA活性的Cas9-D10A和成對的具有向?qū)ё饔玫膅RNA1和gRNA2構(gòu)成。gRNA1和gRNA2通過堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對原則特異性結(jié)合到目的基因特定的單鏈DNA片段;然后由Cas9-D10A識別并切斷兩個結(jié)合位點(diǎn)附近單鏈DNA中的磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵鍵,進(jìn)而產(chǎn)生兩個缺口;再通過一定的基因重組方法將外源DNA片段在缺口處進(jìn)行整合實現(xiàn)原位敲入,即外源DNA片段替換某基因的片段。
(2)圖2為150Q模型小鼠構(gòu)建原理,科研人員以HIT基因所在的DNA鏈HIT基因所在的DNA鏈為模板,在其外顯子1附近設(shè)計gRNA靶點(diǎn)序列,并構(gòu)建包含gRNA基因、Cas9基因和150Q150Q的重組表達(dá)載體。
(3)為培育出純合150Q模型小鼠,科研人員進(jìn)行了如下操作:
①150Q模型小鼠F0代構(gòu)建:將構(gòu)建好的重組表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠受精卵中,體外培養(yǎng)一段時間后,通過胚胎移植胚胎移植技術(shù)轉(zhuǎn)移到若干雌性小鼠子宮中,適宜條件培養(yǎng)。25天后,通過HCGHCG技術(shù)鑒定得到轉(zhuǎn)入成功的F0代小鼠6只。
②150Q模型小鼠F1、F2、F3代構(gòu)建:待F0代小鼠性成熟后,與健康的野生型小鼠進(jìn)行交配培育F1代小鼠,經(jīng)鑒定后,挑選其中的150Q模型小鼠與健康的野生型小鼠交配,培育出F2代小鼠,使其中的150Q模型小鼠之間進(jìn)行相互交配,培育出F3代小鼠。部分F3代小鼠基因型鑒定結(jié)果如圖3所示:
請據(jù)圖判斷,科研人員是否培育出純合150Q模型小鼠,并寫出判斷依據(jù)。
(4)有人認(rèn)為成功導(dǎo)入150Q的小鼠即可直接用做HD小鼠模型進(jìn)行相關(guān)研究,你是否同意該觀點(diǎn)?若不同意,請說出需要進(jìn)一步通過哪些方法來判斷其是否可作為模型小鼠。
【考點(diǎn)】基因工程的操作過程綜合.
【答案】切割雙鏈DNA;堿基互補(bǔ)配對;磷酸二酯鍵;HIT基因所在的DNA鏈;150Q;胚胎移植;HCG
【解答】
【點(diǎn)評】
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