Question

人外周血单核细胞能合成白细胞介素-2（IL-2）。该蛋白为淋巴因子，可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。研究人员将IL-2基因与人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一个融合基因，在酵母菌中表达出具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2-HSA融合蛋白。技术流程如图。请回答：

（1）从健康人外周血分离得到的单核细胞，应置于       气体环境中，并在适宜温度和pH条件下培养48h。培养液中通常要加       等天然成分。提取细胞总RNA生成cDNA。图中PCR过程的模板是       ，该过程使用的酶是              。

（2）表达载体1中的位点a应含有图中       酶的识别序列，才能成功构建表达载体2。

（3）表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL-2蛋白对应的碱基序列中不能含有      密码，才能成功表达出IL-2-HsA融合蛋白。

（4）将表达载体2导入酵母细胞，在培养液中培养一段时间后离心，取       （上清液／菌体）进行产物鉴定。鉴定方法是       。

（5）若希望白细胞介素-2（IL-2）在体内不易被降解，则需要通过       工程手段对合成白细胞介素-2的相关目的基因进行设计，该工程是一项难度很大的工程，目前成功的例 子不多，主要原因是         。

 

Answer 1

【答案】

（1）95%空气和5%CO2 （2分）   血清、血浆

含有目的基因(IL-2基因)的cDNA （2分）   热稳定DNA聚合酶（Taq酶）

（2）限制酶BglⅡ（2分）

（3）终止（2分）

（4）上清液 （2分）    抗原—抗体杂交

（5）蛋白质  因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解。

【解析】

试题分析：⑴动物细胞培养所需要的条件是：95%空气和5%CO₂气体环境、适宜温度和PH、无毒无菌的环境及合适的营养成分，其培养基中通常需加入血清、血浆等一些天然成分；PCR是在体外条件下复制特定DNA片段的技术，该过程需要引物、模板和特定的酶，因PCR产物是IL-2基因，故模板是含有目的基因(IL-2基因)的cDNA；体外条件下需加热解链，故该过程使用的酶应是热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。

⑵目的基因IL-2cDNA和表达载体1在构建表达载体2时需先用限制酶切割让二者获得相同的黏性末端，然后在DNA连接酶的作用下重新组合。根据目的基因IL-2cDNA的两端的酶切位点分别是EcoRⅠ和BglⅡ，所以表达载体1也必须有这两个酶切位点（表达载体1上已有EcoRⅠ，推测位点a应含有BglⅡ）。

⑶融合基因转录出的mRNA中与IL-2蛋白对应的碱基序列中不能含有终止密码，才能成功表达出IL-2-HsA融合蛋白。否则HSA蛋白将无法合成。

⑷IL-2-HSA融合蛋白为分泌蛋白，从酵母菌中分泌出来经离心后出现在上清液中，对从转基因生物中提取的蛋白质，常用相应的抗体进行抗原－抗体杂交的方法进行鉴定。若出现杂交带，表明目的基因已形成相应的蛋白质产品。

⑸由于IL-2是蛋白质，所以想要直接改变蛋白质的功能，需要通过蛋白质工程对相关基因进行设计，因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解，所以该工程目前成功的例子不多。

考点：本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释并做出合理判断的能力。