Question

【题目】骨髓增生异常综合征（MDS）是一组造血干细胞的异质性增殖性疾病，红细胞生成缺陷及发育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以参与斑马鱼胚胎造血基因表达调控，在红细胞发育过程中发挥重要作用。斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性，其实验结果大多数情况下适用于人体，因此以斑马鱼为实验对象进行了相关研究。

（1）在造血干细胞中，以__________________为模板，合成mRNA 并指导TET2 蛋白合成。进行此过程时，一个mRNA分子上可以相继结合多个____________，同时进行多条肽链的合成，其意义是_______________。

（2）研究发现，TET2基因在调控造血基因表达过程中存在下列现象：

① 造血基因------Gata-1 基因在DNA 甲基化转移酶（DNMTs）的作用下，将胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶（5-mC），如图2 中A所示。DNA甲基化使得___________不能识别相应的碱基序列，影响转录过程，进而造成Gata-1 基因沉默。

②科研人员使用亚硫酸氢钠处理Gata-1 基因，进行________扩增，如图2-B，对扩增后的产物进行分析，就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶，区分依据是对比图2A、B发现___________________。

（3）为研究TET2 基因调控斑马鱼红细胞的生成，利用MO（阻断TET2 基因表达）技术敲除TET2 基因后，检测Gata-1 基因的甲基化水平。经研究发现TET2 蛋白使5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量明显下降，能够恢复Gata-1基因__________，结合图3 可推测出TET2基因的作用是________________________。

Answer 1

【答案】DNA一条链 核糖体 短时间内快速合成大量相同的蛋白质，节约能量 RNA聚合酶 PCR 经亚硫酸氢钠处理后，未被甲基化的C变成了U，甲基化的C没有发生变化，还是C 转录 TET2基因表达产物TET2蛋白降低Gata-1 5-me含量， 恢复gata-1正常转录，造血干细胞正常分化成红细胞

【解析】

由图1可知，TET2基因的表达过程为以TET2基因的一条链为模板，合成mRNA，并指导TET2蛋白的合成。

由图2可知，A、B对比分析可知，经亚硫酸氢钠处理后，未被甲基化的C变成了U，甲基化的C没有发生变化。

由图3可知，与对照组相比，利用MO（阻断TET2基因表达）技术敲除TET2基因后，Gata-1基因的5-mC含量升高。

（1）在造血干细胞中，以DNA一条链为模板，合成mRNA，并指导TET2蛋白合成。进行此过程时，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，短时间内快速合成大量相同的蛋白质，大大提高了翻译效率。

（2）①转录时，RNA聚合酶能够识别特定的核苷酸序列，因此DNA甲基化使得RNA聚合酶不能识别相应的碱基序列，影响转录过程，进而造成Gata-1基因沉默。

②由图2-B可知，科研人员使用亚硫酸氢钠处理Gata-1基因，然后进行PCR扩增。对比图2中A、B发现经亚硫酸氢钠处理后，未被甲基化的C变成了U，甲基化的C没有发生变化，还是C，因此对扩增后的产物进行分析，就可以区分甲基化与未甲基化的胞嘧啶。

（3）由（2）①可知，DNA甲基化使得RNA聚合酶不能识别相应的碱基序列，影响转录过程，造成Gata-1基因沉默。由图3可知，与对照组相比，利用MO（阻断TET2基因表达）技术敲除TET2基因后，Gata-1基因的5-mC含量升高，说明TET2基因的表达产物TET2蛋白可使5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量下降，能够恢复Gata-1基因转录，使造血干细胞正常分化成红细胞。