Question

【题目】在HIV侵染免疫细胞的过程中，细胞表面的CCR5蛋白是病毒的一个识别位点，协助介导了H进入细胞的过程。自然情况下，CCR5基因可缺失32个碱基对，成为它的等位基因(称为CCR5△32基因)，如果一个人是CCR5△32基因的纯合子，那么他的免疫细胞表面没有完整的CCR5蛋白可用，就不易被HIV感染。2018年底，贺建奎团队声称通过 CRISPR/Cas9技术对数个胚胎进行了基因编辑，被编辑的婴儿的所有细胞不能合成完整的CCR5蛋白，从而天生免疫艾滋病。请回答：

(1)CCR5基因的表达需要___________等不可缺少的调控组件，CCR5△32基因指导合成的肽链氨基酸数目减少，原因可能是mRNA______________________。

(2)如图所示，CRISPR/Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统，根据CCR5基因的序列设计sgRNA（向导RNA)，该sgRNA的序列与CCR5基因部分序列互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割，使CCR5基因发生碱基对的___________，导致基因突变。该过程中，sgRNA和Cas9n对DNA的共同作用类似___________酶的作用。

(3)为验证胚胎的CCR5基因是否成功被编辑，需要在胚胎发育早期，将细胞的微量全基因组DNA用___________技术进行扩增，然后采用___________技术检测目的基因以及转录出的mRNA是否存在，还需要对___________蛋白进行检测。

(4)贺建奎团队的行为遭到了科学界的强烈谴责，因为_____________________________(写出两点)。

Answer 1

【答案】启动子、终止子 变短（终止密码提前出现） 缺失 限制 PCR 分子杂交 CCR5 无法证实被编辑个体是否能免疫H1V；可能被编辑个体受其他疾病感染的风险提高； 可能被编辑个体的其他基因被破坏

【解析】

1、基因表达载体中启动子是RNA聚合酶识别结合的位点，可驱动基因转录，终止子可控制基因的转录结束。

2、体外扩增目的基因常用PCR技术。

3、对目的基因的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。

（1）启动子可以被RNA聚合酶识别，并开始转录，终止子是DNA分子中终止转录的核苷酸序列。若要CCR5基因能够表达，首先需要其能正确转录，故CCR5基因的表达需要启动子、终止子等不可缺少的调控组件。CCR5△32基因与CCR5基因相比缺失了32个碱基，所以CCR5△32基因指导合成的肽链中氨基酸数目减少，可能是突变后的基因转录形成的mRNA变短。

（2）由图可知，sgRNA的序列与CCR5基因部分序列互补配对可诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割，使CCR5基因发生碱基对的缺失，导致基因突变。该过程中，sgRNA和Cas9n对DNA的共同作用类似限制酶的作用。

（3）体外扩增目的基因常用PCR技术。检测目的基因是否导入受体细胞以及目的基因是否转录常用分子杂交技术。若要检测目的基因是否翻译，还需要用CCR5蛋白对其进行检测。

（4）由于该实验无法证实被编辑个体是否能免疫HIV，以及可能被编辑个体受其他疾病感染的风险提高、或者被编辑个体的其他基因可能被破坏等问题存在，使贺建奎团队的行为遭到了科学界的强烈谴责。