Question

【題目】2019年1月24日，《國家科學評論》發表了上海科學家團隊的一項重要成果，即先通過基因編輯技術切除獼猴受精卵中的生物節律核心基因BMAL1，再利用體細胞克隆技術，獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴，這是國際上首次成功構建出了一批遺傳背景一致的生物節律紊亂的獼猴模型，同時也是世界上首個體細胞克隆猴“中中”“華華”誕生后，體細胞克隆猴技術的首次應用。基因編輯技術是上述研究中的核心技術，該技術中的基因編輯工具是經改造的CRISPR/Cas9系統。該系統由向導RNA和Cas9蛋白組成，由向導RNA引導Cas9蛋白在特定的基因位點進行切割來完成基因的編輯過程，其工作原理如下圖所示。

（1）CRISPR/Cas9系統廣泛存在于細菌體內，推測該系統在細菌體內的作用是___________。

（2）由于Cas9蛋白沒有特異性，用CRISPR/Cas9系統切割BMAL1基因，向導RNA的識別序列應具有的特點是___________。

（3）為了獲得更多的受精卵，可對母獼猴注射___________激素，使其超數排卵，判斷卵細胞受精成功的重要標志是___________。在個體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是___________。

（4）該團隊利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細胞克隆出5只后代的實驗中，體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植，原因是___________。

（5）在人類生物節律紊亂機理硏究方面，獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統模型動物更加理想，理由是___________。基因編輯后通過體細胞克隆得到的數只BMAL1缺失獼猴（A組），與僅通過基因編輯受精卵得到的數只BMAL1缺失獼猴（B組）比較，___________（填“A組”或“B組”）更適合做疾病研究模型動物，理由是___________。

Answer 1

【答案】切割外源DNA，保護自身 能與BMAL1基因特定序列通過堿基互補配對結合 促性腺 在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體 獼猴表現為生物節律紊亂 體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難 獼猴與人類親緣關系更近，獼猴生物節律性與人類相近 A組 A組遺傳背景一致（生物節律紊亂程度一致），提高了科學研究的可靠性和可比性（B組可能存在遺傳背景（基因編輯成功率）差異，降低科學研究的可靠性和可比性）（或從遺傳背景的一致性角度的其他合理表述）

【解析】

由圖可知，向導RNA會與DNA上特定部位的堿基發生互補配對，引導Cas9蛋白在特定的基因位點進行切割。

（1）CRISPR/Cas9系統廣泛存在于細菌體內，該系統可能切割外源DNA，保護自身。

（2）用CRISPR/Cas9系統切割BMAL1基因，向導RNA能與BMAL1基因特定序列通過堿基互補配對結合。

（3）可對母獼猴注射促性腺激素，使其超數排卵，以獲得更多的受精卵。判斷卵細胞受精成功的重要標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個極體。在個體水平上，可以觀察到獼猴表現為生物節律紊亂，說明BMAL1基因敲除成功。

（4）體細胞分化程度高，恢復其全能性十分困難，故體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。

（5）由于獼猴與人類親緣關系更近，獼猴生物節律性與人類相近，故在人類生物節律紊亂機理硏究方面，獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統模型動物更加理想。基因編輯后通過體細胞克隆得到的數只BMAL1缺失獼猴（A組），與僅通過基因編輯受精卵得到的數只BMAL1缺失獼猴（B組）比較，A組遺傳背景一致，提高了科學研究的可靠性和可比性，故A組更適合做疾病研究模型動物。