Question

【題目】白細胞介素－2（IL－2）在人體中是由免疫細胞合成并分泌的一種糖蛋白，對機體的免疫應答和抗病毒感染等有重要作用。傳統生產方法成本高、產量低，獲得的IL－2在體外不易保存。用生物技術手段可以解決這些問題。請回答下列相關問題：

（1）利用基因工程生產IL－2的過程：

①從健康人體外周靜脈血分離能合成IL－2的免疫細胞，從中提取___________，利用反轉錄法獲得的cDNA片段與人體免疫細胞中該基因堿基序列不同的原因是_____________________________________。

②用限制酶處理載體和目的基因后，再用DNA連接酶處理，形成重組載體，該步驟是基因操作的核心，其目的是_____________________________________________________________。

③若要從羊奶中提取IL－2，科學家通常需將該目的基因與___________等調控組件重組在一起，通過顯微注射法，導入羊的受精卵中，將受精卵培養至___________時期后，選擇合適的胚胎移植至___________的雌性體內，使之繼續發育成新個體。

（2）研究發現，如果將IL－2的20位和24位的氨基酸改變為半胱氨酸，免疫效果更好，請寫出此種技術的基本途徑是：預期蛋白質功能→設計預期蛋白質的結構→_________→找到相對應的脫氧核苷酸序列。

（3）利用細胞工程生產IL－2，設計思路是：將相應免疫細胞和瘤細胞融合，篩選出______________________，經細胞培養可獲得大量IL－2。

Answer 1

【答案】mRNA 利用反轉錄法獲得的cDNA片段沒有內含子、啟動子和終止子等 使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用 乳腺蛋白基因的啟動子 桑椹胚或囊胚 同種、生理狀態相同的 推測氨基酸序列 能產生IL–2的雜交瘤細胞

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）①反轉錄是指以mRNA為模板合成DNA，因此從健康人體免疫細胞提取mRNA；經反轉錄獲取目的基因，反轉錄合成的cDNA分子沒有內含子、啟動子和終止子等非編碼區序列。

②構建重組載體的目的是使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用。

③將目的基因注入受精卵中需要將該基因和乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起，以便目的基因在乳腺細胞中特異性表達；需要將受精卵培養至桑椹胚或囊胚期；選擇合適的胚胎移植至同種、生理狀態相同的雌性體內，使之繼續發育成新個體。

（2）利用蛋白質工程對干擾素進行改造，基本途徑是：預期蛋白質功能→設計預期蛋白質結構→推測氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序列。

（3）將相應免疫細胞和瘤細胞融合，篩選出能產生IL–2的雜交瘤細胞，經細胞培養可獲得大量IL－2。