Question

【题目】弓形虫病是令球性分布和流行的人崈共患病，弓形虫寄生在人和动物的有核细胞内，危害严重。近年来，随着对弓形虫相关基因和抗原结构的研究的不断深入，弓形虫基因工程疫苗的研发取得了重大进展。科学家发现，弓形虫DNA中有一段P30基因，该基因突变会使弓形虫的侵染能力显著下降。据此，他们构建了弓形虫P30基因的乳酸乳球菌表达质粒L2Ps-P30-T (表达软体)。请回答有关基因工程疫苗的问题。

(1)弓形虫与乳酸乳球菌相比较，弓形虫的DNA主要以______和______的形式存在。

(2)基因工程中，检测弓形虫DNA或疫苗目的基闪可采用的方法是______杂交技术。

(3)如果表达质粒L2Ps-P30-T在乳酸乳球苗中的表达产物，能使小鼠对弓形虫感染具有免疫力，该衾达产物属于_____（选择“抗原”或“抗体”)。该表达质粒除了具有L2Ps-P30-T、抗生素基因外，还必须具有的结构是_______。

(4)科学家还发现，一类MIC2蛋白是弓形虫感染的主要毒力物质，其毒力作用的关键位点是色氨酸。请完成该项研究的下列步骤。

①科学家采用蛋白质工程技术构建MIC2缺陷株，以此开发有效的活弱毐疫苗。

②该蛋白质工程首先需要进行的是：设计改变MIC2蛋白中的______；

③需要推测经蛋内质工程改变后毒力减弱的MIC2蛋白中的_____；

④将获得的新的M1C2蛋白免疫小鼠，检验其毒力；

⑤根据新的MIC2蛋白的氨基酸序列，找到相应的_______。

Answer 1

【答案】线粒体DNA 染色体DNA DNA分子 抗原 复制原点、启动子、终止子 ②色氨酸 ③氨基酸序列（或多肽链的氨基酸序列） ⑤脱氧核苷酸序列（或弱毒的MIC2蛋白基因）

【解析】

1、基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

2、蛋白质工程流程图：

（1）弓形虫是动物，其DNA主要在线粒体和细胞核中，即线粒体DNA和染色体DNA。
（2）基因工程采用已知DNA序列（目的基因的碱基序列）为探针，通过分子杂交的方法，检测DNA（目的基因）。

（3）如果表达质粒L2PS-P30-T在乳酸乳球菌中的表达产物能使小鼠对弓形虫感染具有免疫力，由于该物质对小鼠来说是外来物质，该表达产物属于抗原。与一般表达载体相同，该表达质粒除了具有L2PS-P30-T（目的基因）、抗生素基因（标记基因）外，还必须具有的结构是复制原点、启动子、终止子。

（4）科学家通过蛋白质工程改造MIC2蛋白，降低弓形虫感染的毒力，关键是改造其蛋白质中的与宿主细胞识别的关键位点——色氨酸。所以，需要围绕改变色氨酸，改变蛋白质的氨基酸序列，以获得新的基因。该蛋白质工程首先需要进行的是：设计改变MIC2蛋白中的色氨酸；需要推测改变色氨酸后毒力减弱的MIC2蛋白的氨基酸序列；获得的新的MIC2蛋白是否既有免疫作用，毒力又很低，需要通过免疫小鼠来检验其毒力。最后，根据新的MIC2蛋白的氨基酸序列，即可找到相应的脱氧核苷酸序列（弱毒的MIC2蛋白基因）。