Question

【題目】弓形蟲病是令球性分布和流行的人崈共患病，弓形蟲寄生在人和動(dòng)物的有核細(xì)胞內(nèi)，危害嚴(yán)重。近年來，隨著對(duì)弓形蟲相關(guān)基因和抗原結(jié)構(gòu)的研究的不斷深入，弓形蟲基因工程疫苗的研發(fā)取得了重大進(jìn)展�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，弓形蟲DNA中有一段P30基因，該基因突變會(huì)使弓形蟲的侵染能力顯著下降。據(jù)此，他們構(gòu)建了弓形蟲P30基因的乳酸乳球菌表達(dá)質(zhì)粒L2Ps-P30-T (表達(dá)軟體)。請(qǐng)回答有關(guān)基因工程疫苗的問題。

(1)弓形蟲與乳酸乳球菌相比較，弓形蟲的DNA主要以______和______的形式存在。

(2)基因工程中，檢測(cè)弓形蟲DNA或疫苗目的基閃可采用的方法是______雜交技術(shù)。

(3)如果表達(dá)質(zhì)粒L2Ps-P30-T在乳酸乳球苗中的表達(dá)產(chǎn)物，能使小鼠對(duì)弓形蟲感染具有免疫力，該衾達(dá)產(chǎn)物屬于_____（選擇“抗原”或“抗體”)。該表達(dá)質(zhì)粒除了具有L2Ps-P30-T、抗生素基因外，還必須具有的結(jié)構(gòu)是_______。

(4)科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，一類MIC2蛋白是弓形蟲感染的主要毒力物質(zhì)，其毒力作用的關(guān)鍵位點(diǎn)是色氨酸。請(qǐng)完成該項(xiàng)研究的下列步驟。

①科學(xué)家采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)構(gòu)建MIC2缺陷株，以此開發(fā)有效的活弱毐疫苗。

②該蛋白質(zhì)工程首先需要進(jìn)行的是：設(shè)計(jì)改變MIC2蛋白中的______；

③需要推測(cè)經(jīng)蛋內(nèi)質(zhì)工程改變后毒力減弱的MIC2蛋白中的_____；

④將獲得的新的M1C2蛋白免疫小鼠，檢驗(yàn)其毒力；

⑤根據(jù)新的MIC2蛋白的氨基酸序列，找到相應(yīng)的_______。

Answer 1

【答案】線粒體DNA 染色體DNA DNA分子 抗原 復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子 ②色氨酸 ③氨基酸序列（或多肽鏈的氨基酸序列） ⑤脫氧核苷酸序列（或弱毒的MIC2蛋白基因）

【解析】

1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

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

2、蛋白質(zhì)工程流程圖：

（1）弓形蟲是動(dòng)物，其DNA主要在線粒體和細(xì)胞核中，即線粒體DNA和染色體DNA。
（2）基因工程采用已知DNA序列（目的基因的堿基序列）為探針，通過分子雜交的方法，檢測(cè)DNA（目的基因）。

（3）如果表達(dá)質(zhì)粒L2PS-P30-T在乳酸乳球菌中的表達(dá)產(chǎn)物能使小鼠對(duì)弓形蟲感染具有免疫力，由于該物質(zhì)對(duì)小鼠來說是外來物質(zhì)，該表達(dá)產(chǎn)物屬于抗原。與一般表達(dá)載體相同，該表達(dá)質(zhì)粒除了具有L2PS-P30-T（目的基因）、抗生素基因（標(biāo)記基因）外，還必須具有的結(jié)構(gòu)是復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子。

（4）科學(xué)家通過蛋白質(zhì)工程改造MIC2蛋白，降低弓形蟲感染的毒力，關(guān)鍵是改造其蛋白質(zhì)中的與宿主細(xì)胞識(shí)別的關(guān)鍵位點(diǎn)——色氨酸。所以，需要圍繞改變色氨酸，改變蛋白質(zhì)的氨基酸序列，以獲得新的基因。該蛋白質(zhì)工程首先需要進(jìn)行的是：設(shè)計(jì)改變MIC2蛋白中的色氨酸；需要推測(cè)改變色氨酸后毒力減弱的MIC2蛋白的氨基酸序列；獲得的新的MIC2蛋白是否既有免疫作用，毒力又很低，需要通過免疫小鼠來檢驗(yàn)其毒力。最后，根據(jù)新的MIC2蛋白的氨基酸序列，即可找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列（弱毒的MIC2蛋白基因）。