Question

【题目】科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如下图。请回答相关问题：

（1）图1中用到了______（写三项即可）等现代生物技术。

（2）由图1可知，步骤②中要分离出ES细胞，需将重组胚胎培养到______（时期）。将目的基因导入ES细胞而不是上皮细胞，是因为ES细胞在功能上具有______。

（3）步骤③中，先需要利用PCR技术扩增干扰素基因。可以根据______合成引物，据图2分析，对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶的组合为______。

（4）将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发______色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可用的检测物质是______（填“标记的干扰素基因”或“干扰素的抗体”）。

Answer 1

【答案】动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养、基因工程、胚胎干细胞 囊胚期 发育的全能性 一段已知的干扰素基因的核苷酸序列 HindⅢ和PstⅠ或EcoRⅠ和PstⅠ 绿 干扰素的抗体

【解析】

分析题图：图1是利用胚胎干细胞（ES细胞）对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗的流程，其中①表示通过核移植技术获得重组胚胎的过程；②表示早期胚胎培养过程；③表示采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞的过程。

（1）根据以上分析可知，图1中过程①采用了动物细胞核移植技术，此前需借助动物细胞培养技术来培养上皮细胞和卵母细胞；过程②运用了早期胚胎培养技术；过程③需借助基因工程技术将目的基因导入ES细胞，在此过程中离不开胚胎干细胞技术。

（2）图1中的ES细胞应该取自于囊胚期的内细胞团，因此需将重组胚胎培养到囊胚期；ES细胞在功能上具有发育的全能性，体外诱导ES细胞可以使其向不同方向分化，所以将目的基因导入ES细胞而不是上皮细胞。

（3）干扰素基因属于目的基因，利用 PCR 技术扩增目的基因时，要有一段已知的干扰素基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。由图2可以看出，用限制酶SmaⅠ切割会破坏干扰素基因，为将完整的干扰素基因切割下来，需要利用限制酶组合HindⅢ和 PstⅠ或 EcoRⅠ和 PstⅠ切割干扰素基因的两端，这样也可以使如图3所示质粒上保留一个完整的标记基因，即绿色荧光蛋白基因。

（4）综上所述，在构建的重组质粒上，红色荧光蛋白基因的结构已经被破坏，而绿色荧光蛋白基因的结构完整，因此将步骤③获得的 ES 细胞在荧光显微镜下观察，应选择只发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达出干扰素，需采用抗原-抗体杂交技术，若有杂交带出现，表明干扰素基因已经成功表达，因此可用的检测物质是干扰素的抗体。