長期高血糖可引發(fā)血管細胞衰老??蒲腥藛T為研究S蛋白在因高血糖引發(fā)的血管細胞衰老中的作用,以腺病毒為載體將編碼S蛋白的S基因導入血管細胞,實現S蛋白在血管細胞中的大量表達。
(1)腺病毒的遺傳物質為DNA,其復制需要E1、E2、E3基因共同完成。為將S基因導入腺病毒,科研人員首先構建了含S基因的重組質粒,過程如圖1所示。
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①科研人員將S基因用 BamH I 和EcoR IBamH I 和EcoR I酶切后,用DNA連接酶連入質粒Ⅰ,得到重組質粒Ⅰ(圖1甲所示),導入用 CaCl2CaCl2處理制備的感受態(tài)細菌。用添加抗生素的培養(yǎng)基篩選,對所長出的單菌落提取質粒,通過 設計S基因特異的引物進行PCR(或“用S基因特異序列作為探針進行核酸分子雜交”)設計S基因特異的引物進行PCR(或“用S基因特異序列作為探針進行核酸分子雜交”)的方法可鑒定重組質粒Ⅰ是否插入了S基因。
②用PmeⅠ酶切重組質粒Ⅰ獲得DNA片段。將此DNA片段與質粒Ⅱ(圖1乙所示)共同轉化BJ細菌。在BJ細菌體內某些酶的作用下,含同源序列的DNA片段(圖1甲、乙所示的左臂、右臂)可以發(fā)生 交換(或“同源重組”)交換(或“同源重組”),產生重組質粒Ⅱ(圖1丙所示)。使用添加 卡那霉素卡那霉素的培養(yǎng)基可篩選得到成功導入重組質粒Ⅱ的菌落。
③將含S基因的重組質粒Ⅱ,用 PacIPacI酶切后,獲得改造后的腺病毒DNA。將其導入A細胞(A細胞含有E3基因,可表達E3蛋白),如圖2所示。腺病毒DNA在A細胞內能夠 復制并指導腺病毒外殼蛋白的合成復制并指導腺病毒外殼蛋白的合成,從而產生大量重組腺病毒,腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上。
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④綜合上述信息,從生物安全性角度分析重組腺病毒載體的優(yōu)點:重組腺病毒只能在A細胞中才能夠復制,即使侵染其他細胞,也不能復制;重組腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上;腺病毒是人工改造的載體,不含致病基因重組腺病毒只能在A細胞中才能夠復制,即使侵染其他細胞,也不能復制;重組腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上;腺病毒是人工改造的載體,不含致病基因(寫出2點)。
(2)用含S基因的重組腺病毒分別感染正常人及糖尿病患者的血管細胞,使S蛋白在血管細胞中大量表達。
①提取正常人、糖尿病患者及兩者轉入S基因后的血管細胞的蛋白,用 抗原-抗體特異性雜交抗原-抗體特異性雜交方法檢測Ⅰ蛋白(一種能促進細胞衰老的蛋白)的表達量,結果如圖3所示。
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②實驗結果顯示 糖尿病患者(或“2組”)糖尿病患者(或“2組”)血管細胞中Ⅰ蛋白表達量最高,推測S蛋白對高血糖引發(fā)的血管細胞衰老的作用及機制是 S蛋白通過降低I蛋白的表達,抑制高血糖引發(fā)的血管細胞衰老S蛋白通過降低I蛋白的表達,抑制高血糖引發(fā)的血管細胞衰老。
【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】BamH I 和EcoR I;CaCl2;設計S基因特異的引物進行PCR(或“用S基因特異序列作為探針進行核酸分子雜交”);交換(或“同源重組”);卡那霉素;PacI;復制并指導腺病毒外殼蛋白的合成;重組腺病毒只能在A細胞中才能夠復制,即使侵染其他細胞,也不能復制;重組腺病毒進入宿主細胞后不整合到宿主細胞染色體上;腺病毒是人工改造的載體,不含致病基因;抗原-抗體特異性雜交;糖尿病患者(或“2組”);S蛋白通過降低I蛋白的表達,抑制高血糖引發(fā)的血管細胞衰老
【解答】
【點評】
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