Question

【题目】科技文阅读——P53蛋白

1979年，人们发现了p53蛋白，认为它是SV病毒的癌蛋白。随后，人们又发现野生型的p53蛋白并非癌蛋白，而是抑癌蛋白，这种认知的反转是因为编码P53的TP53基因容易发生突变，真正致癌的是突变型P53。P53是怎样发挥作用的？

p53蛋白有很多与细胞凋亡或细胞周期调控过程有关的靶基因。p53蛋白的真正功能是一种转录因子，在细胞处于应激状态时可被诱导表达，通过与这些基因内部或上游的p53反应元件相结合，激活这些基因的转录，最终使细胞停滞于G1期；并与复制因子A相互作用，参与DNA的复制与修复；如果修复失败，P53蛋白即启动程序性死亡（凋亡）过程诱导细胞自杀，阻止有癌变倾向的突变细胞的生成，从而防止细胞癌变。

细胞是怎样调节P53蛋白的活性，使其能够准确发挥抑癌作用的？要研究某蛋白活性最常用的方法是找到与该蛋白发生相互作用的其它蛋白，而在众多p53蛋白的“把关人”蛋白中最重要就是MDM2蛋白。MDM2蛋白能够与p53蛋白紧密结合，通过多种方式（如促使P53降解）抑制其生物学活性；而后来发现MDM2基因居然是受p53蛋白调控的靶基因，结果就是p53蛋白诱导MDM2蛋白表达，然后MDM2蛋白促进p53蛋白降解，两者之间形成了一个负反馈环路。得益于此环路，在非应激细胞中的p53蛋白的活性，一直维持在较低的基础水平；当细胞面临各种致瘤刺激信号时，某些物质（如抑癌因子ARF）与MDM2蛋白相结合或者MDM2蛋白的含量减少，从而“解放”了p53蛋白，抑制作用减弱，p53蛋白就会被活化，发挥抑癌作用。

肿瘤细胞中P53蛋白结构异常，所以目前利用P53治疗癌症的思路之一是基因疗法，即将正常的P53基因导入癌症患者体内，使其复制表达，杀灭肿瘤细胞；另一个思路是重建P53蛋白的活性，如开发出一种小分子物质，它可以与突变的p53蛋白发生相互作用，促使该突变蛋白改变构象，恢复正常功能，但是这类药物只可以用于携带有p53突变基因的患者。

问题：（1）、结合文中内容，请说明突变的P53蛋白致癌的原因是什么？_____________________

（2）、结合基因工程的操作技术，尝试说明怎样利用P53蛋白进行基因治疗？_____________________

（3）结合文中内容，说明没有发生P53基因突变的癌症病人，应该怎样治疗？_____________________

Answer 1

【答案】突变的P53蛋白空间结构改变，不能与靶基因相应结构结合，导致无法激活基因转录，从而无法合成调控蛋白；而这些靶基因本来是调控细胞凋亡或细胞周期过程，突变的P53使得细胞脱离正常周期无限增殖；或者无法修复损伤的DNA，不能使具有癌变倾向的突变细胞凋亡，即会导致癌症的发生。 首先获取P53蛋白基因，（如PCR方法，或逆转录法构建cDNA文库），找到适宜的载体，如改造好的腺病毒；构建基因表达载体，形成重组病毒，并导入离体培养的人体细胞中，将确认表达P53蛋白的细胞输回人体，监测治疗效果。 没有发生P53基因突变的病人可以通过开发破坏MDM2–p53负反馈环路的药物，如药物可减少MDM2蛋白(P53的调节蛋白）的含量，从而释放P53蛋白，使其活性恢复，发挥治疗作用。

【解析】

根据文中给出的信息， P53蛋白有3个方面的作用，即使细胞停滞于G1期；参与DNA的复制与修复；如果修复失败，防止细胞癌变。MDM2与受p53蛋白之间形成了一个负反馈环路。基因工程的操作步骤获取目的基因、基因表达载体的构建、是将目的基因导入受体细胞、检测目的基因。

（1）P53蛋白的致癌原因是突变的P53蛋白空间结构改变，不能与靶基因相应结构结合，导致无法激活基因转录，从而无法合成调控蛋白；而这些靶基因本来是调控细胞凋亡或细胞周期过程，突变的P53使得细胞脱离正常周期无限增殖；或者无法修复损伤的DNA，不能使具有癌变倾向的突变细胞凋亡，即会导致癌症的发生。

（2）该题按照基因工程的操作步骤即可，首先获取P53蛋白基因，（如PCR方法，或逆转录法构建cDNA文库），找到适宜的载体，如改造好的腺病毒；构建基因表达载体，形成重组病毒，并导入离体培养的人体细胞中，将确认表达P53蛋白的细胞输回人体，监测治疗效果。

（3）没有发生P53基因突变的病人可以通过开发破坏MDM2–p53负反馈环路的药物，如药物可减少MDM2蛋白(P53的调节蛋白）的含量，从而释放P53蛋白，使其活性恢复，发挥治疗作用。