Question

【题目】CCR5是人体的正常基因，其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV-I(人类免疫缺陷病毒I型）感染的“入口”。有研究用“CRISPR/Cas9”技术对该基因进行定点编辑并植入胚胎。图1、图2分别为相关的技术原理和实施过程。

（1）将Cas9蛋白和向导RNA序列注入受精卵的方法称为____________________技术。

据图1可知，“CRISPR/Cas9”技术中，首先由具识别序列的________________引导定位至目标DNA序列，然后由Cas9蛋白将DNA切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中______________的作用，若识别序列为……UCCAGAAUC……则DNA对应区域α链的碱基序列为___________________。

（2）基因编辑过程中可能会产生“脱靶”（对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑）现象，最可能的原因是__________________________________________________________________。

（3）胚胎2的两个变异CCR5基因编码的蛋白质中，氨基酸数目都减少，其原因是___________________都可能使转录出的mRNA序列改变，导致终止密码子提前出现。变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，从而实现对HIV-I的抗性。

Answer 1

【答案】显微注射 向导RNA 限制酶 ……TCCAGAATC…… 其他基因中有可被向导RNA识别的序列（与向导RNA识别序列互补的序列） 基因中碱基对的增添、缺失

【解析】

分析题图1“CRISPR/Cas9”技术中，首先由向导RNA引导定位至目标DNA序列，通过碱基互补配对向导RNA与目标DNA的一条链互补配对，然后由Cas9蛋白将DNA切断，然后再重新连接，这样随机切掉或增加几个碱基对，导致基因突变。

（1）图中信息“用细针将向导RNA序列和Cas9蛋白注入受精卵”，所以所用的方法为显微注射技术。由图1可知在“CRISPR/Cas9”技术中，具识别序列的是向导RNA，其作用是引导定位至目标DNA序列，然后由Cas9蛋白将DNA切断。这两种物质的作用结果类似于基因工程中限制酶（识别特定序列的脱氧核苷酸序列并切割特定的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键）的作用，从图1中可以看出向导RNA与目标DNA的β链互补配对，DNA的β链原来与α链碱基互补，则DNA对应区域α链的碱基序列为……TCCAGAATC……。

（2）基因编辑过程向导RNA识别目标DNA的序列，若其他基因中有可被向导RNA识别的序列（与向导RNA识别序列互补的序列），则基因编辑过程中就可能会产生“脱靶”（对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑）现象。

（3）图2中胚胎2的两个CCR5基因增添或缺失了几对碱基对，可能使转录出的mRNA序列改变，导致终止密码子提前出现，最终使两个变异CCR5基因编码的蛋白质中，氨基酸数目都减少，变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，从而实现对HIV-I的抗性。