Question

【题目】2019年1月24日，《国家科学评论》发表了上海科学家团队的一项重要成果，即先通过基因编辑技术切除猕猴受精卵中的生物节律核心基因BMAL1，再利用体细胞克隆技术，获得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴，这是国际上首次成功构建出了一批遗传背景一致的生物节律紊乱的猕猴模型，同时也是世界上首个体细胞克隆猴“中中”“华华”诞生后，体细胞克隆猴技术的首次应用。基因编辑技术是上述研究中的核心技术，该技术中的基因编辑工具是经改造的CRISPR/Cas9系统。该系统由向导RNA和Cas9蛋白组成，由向导RNA引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割来完成基因的编辑过程，其工作原理如下图所示。

（1）CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内，推测该系统在细菌体内的作用是___________。

（2）由于Cas9蛋白没有特异性，用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因，向导RNA的识别序列应具有的特点是___________。

（3）为了获得更多的受精卵，可对母猕猴注射___________激素，使其超数排卵，判断卵细胞受精成功的重要标志是___________。在个体水平鉴定BMAL1基因敲除成功的方法是___________。

（4）该团队利用一只BMAL1缺失的成年猕猴体细胞克隆出5只后代的实验中，体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是___________。

（5）在人类生物节律紊乱机理硏究方面，猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想，理由是___________。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴（A组），与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴（B组）比较，___________（填“A组”或“B组”）更适合做疾病研究模型动物，理由是___________。

Answer 1

【答案】切割外源DNA，保护自身 能与BMAL1基因特定序列通过碱基互补配对结合 促性腺 在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体 猕猴表现为生物节律紊乱 体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难 猕猴与人类亲缘关系更近，猕猴生物节律性与人类相近 A组 A组遗传背景一致（生物节律紊乱程度一致），提高了科学研究的可靠性和可比性（B组可能存在遗传背景（基因编辑成功率）差异，降低科学研究的可靠性和可比性）（或从遗传背景的一致性角度的其他合理表述）

【解析】

由图可知，向导RNA会与DNA上特定部位的碱基发生互补配对，引导Cas9蛋白在特定的基因位点进行切割。

（1）CRISPR/Cas9系统广泛存在于细菌体内，该系统可能切割外源DNA，保护自身。

（2）用CRISPR/Cas9系统切割BMAL1基因，向导RNA能与BMAL1基因特定序列通过碱基互补配对结合。

（3）可对母猕猴注射促性腺激素，使其超数排卵，以获得更多的受精卵。判断卵细胞受精成功的重要标志是在卵细胞膜和透明带的间隙观察到两个极体。在个体水平上，可以观察到猕猴表现为生物节律紊乱，说明BMAL1基因敲除成功。

（4）体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难，故体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。

（5）由于猕猴与人类亲缘关系更近，猕猴生物节律性与人类相近，故在人类生物节律紊乱机理硏究方面，猕猴模型比小鼠、果蝇等传统模型动物更加理想。基因编辑后通过体细胞克隆得到的数只BMAL1缺失猕猴（A组），与仅通过基因编辑受精卵得到的数只BMAL1缺失猕猴（B组）比较，A组遗传背景一致，提高了科学研究的可靠性和可比性，故A组更适合做疾病研究模型动物。