Question

【題目】地中海貧血癥是一種高發的基因遺傳病，患者除了需要輸血緩解癥狀之外，常見治療手段是進行異體骨髓移植。日前科學家正在研究利用生物工程技術將患者的體細胞轉化為多能干細胞，以獲得用于自體移植的細胞，具體操作過程如下圖。

（1）異體骨髓移植治療的局限性主要是發生________反應。上圖所用生物工程技術沒有該局限性，其變異原理是________。

（2）分析生物工程操作過程并回答：

Ⅰ：基因表達載體含有目的基因、啟動子、終止子等。其中啟動子是________的部位。慢病毒表達載體所含的病毒經________形成cDNA片段，該片段幫助外源基因整合到宿主細胞染色體DNA上，使外源基因穩定表達。

Ⅱ：由圖可知，將________導入包裝細胞，一段時間后可以獲得能夠轉化患者多能干細胞的慢病毒顆粒。

Ⅲ：為了便于篩選出成功轉化的多能干細胞，其中的________載體含有易檢測的標記基因。

（3）理論上在獲得成功轉化的多能干細胞后，需要誘導其定向分化為________，然后植入患者骨髓。該方法雖然操作復雜，但效果較為可靠，稱為________治療。

Answer 1

【答案】免疫排斥 基因重組 RNA聚合酶識別和結合 逆轉錄 表達載體和包裝載體 表達 造血干細胞 體外基因

【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）地中海貧血癥患者常見的治療手段是進行異體骨髓移植，它的局限性主要是移入的骨髓易被機體識別為抗原而發生發生免疫排斥。上圖所用生物工程技術主要為基因工程，其變異原理是基因重組。

（2）Ⅰ：啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位。慢病毒表達載體所含的病毒經逆轉錄形成cDNA片段，該片段幫助外源基因整合到宿主細胞染色體DNA上，使外源基因穩定表達。

Ⅱ：由圖可知，要將包裝載體和表達載體一起導入包裝細胞，一段時間后可以獲得能夠轉化患者多能干細胞的慢病毒顆粒。

Ⅲ：為了便于篩選出成功轉化的多能干細胞，其中表達載體含有易檢測的標記基因。

（3）由于干細胞在體外培養時一般只分裂不分化，因此在獲得成功轉化的多能干細胞后，需要誘導其定向分化為造血干細胞，然后植入患者骨髓。該方法是在體外改造基因并轉移到體內的治療方式，稱為體外基因治療。