Question

【題目】為研究果蠅致死基因（Sxl基因）對小鼠的影響，研究人員通過基因工程培育出含Sxl基因的多個品系雜合小鼠。

（1）為獲得轉(zhuǎn)基因小鼠，首先將目的基因通過__________法導入多個不同的______中，培育形成多個不同小鼠品系�？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)除S品系轉(zhuǎn)基因雜合小鼠表現(xiàn)為發(fā)育異常外，其他品系都表現(xiàn)正常，測定__________，發(fā)現(xiàn)均無顯著差異，因此推測S品系小鼠發(fā)育異常不是由Sxl基因表達的蛋白質(zhì)導致的。

（2）為研究S品系小鼠發(fā)育異常的原因，科研人員通過測序發(fā)現(xiàn)Sxl基因插入到小鼠細胞的5號染色體上（位置關(guān)系如圖1所示）。

檢測野生型小鼠和S品系小鼠細胞中P1基因和DCK基因的轉(zhuǎn)錄情況，結(jié)果如圖2所示：

圖2結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，S品系小鼠中P1基因轉(zhuǎn)錄量______,DCK基因轉(zhuǎn)錄量________。由此說明___________________________。

（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)P1基因轉(zhuǎn)錄出的RNA不能翻譯出蛋白質(zhì)。已知M-s基因和M-l基因表達的蛋白質(zhì)對生長發(fā)育起重要調(diào)節(jié)作用，為探究P1基因的作用機制，研究人員分別將P1基因、M-s基因和M-l基因?qū)�入不表達這3個基因的小鼠細胞中。在導入后的16h和32h，分別檢測M-s基因和M-l基因的mRNA，結(jié)果如圖3所示。在只導入M-s基因或M-l基因的情況下，只在_____h檢測到雜交帶。實驗結(jié)果說明P1基因轉(zhuǎn)錄出的RNA的作用是___________________。

（4）該系列實驗說明，導入Sxl基因引起S品系小鼠發(fā)育異常的原因是__________。

Answer 1

【答案】顯微注射 受精卵 所有品系小鼠的Sxl基因表達量 減少 不變 Sxl基因的插入抑制P1基因的轉(zhuǎn)錄 16 抑制M-s基因和M-l基因的mRNA的分解 Sxl基因插入，使P1基因的轉(zhuǎn)錄被抑制，進而導致M-s基因和M-l基因的mRNA的穩(wěn)定性降低，致使其翻譯出的對生長發(fā)育起重要調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì)減少，小鼠發(fā)育異常

【解析】

轉(zhuǎn)基因動物的培育過程中，常將目的基因通過顯微注射法注射到動物的受精卵中，并將受精卵培養(yǎng)形成動物個體。根據(jù)圖2可知，與野生型小鼠相比，S品系小鼠中P1基因轉(zhuǎn)錄量減少,DCK基因轉(zhuǎn)錄量基本不變。由此說明Sxl基因的插入抑制了P1基因的轉(zhuǎn)錄。

（1）轉(zhuǎn)基因動物常用的受體細胞為受精卵，將目的基因?qū)�入受體細胞的常用方法是顯微注射法，所以為獲得多個轉(zhuǎn)基因小鼠，應先將目的基因通過顯微注射法導入多個不同的受精卵中，培育形成多個不同小鼠品系。為了確定S品系小鼠發(fā)育異常不是由Sxl基因表達的蛋白質(zhì)導致的，需要測定所有品系小鼠的Sxl基因表達量并進行比較，若各組Sxl基因表達量均無顯著差異，可說明S品系小鼠發(fā)育異常不是由Sxl基因表達的蛋白質(zhì)導致的。

（2）根據(jù)圖2野生型小鼠和S品系小鼠細胞中P1基因和DCK基因的轉(zhuǎn)錄情況結(jié)果可知，與野生型小鼠相比，S品系小鼠中P1基因轉(zhuǎn)錄量減少,DCK基因轉(zhuǎn)錄量基本不變。由此說明Sxl基因的插入抑制了P1基因的轉(zhuǎn)錄。

（3）根據(jù)圖3實驗結(jié)果，只導入M-s基因（從左向右第一組）或M-l基因（從左向右第三組）的情況下，16h均出現(xiàn)了M-s基因和M- l基因轉(zhuǎn)錄的mRNA，而32h相應基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA消失了，故兩組只在16h能檢測到雜交帶。圖示中導入P1基因的從左向右的第二組和第四組32h時M-s基因和M-l基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA仍然存在，說明P1基因轉(zhuǎn)錄出的RNA的作用是抑制M-s基因和M-l基因的mRNA的分解。

（4）根據(jù)上述分析可知，Sxl基因的插入，使P1基因的轉(zhuǎn)錄被抑制，進而導致M-s基因和M-l基因的mRNA的穩(wěn)定性降低，致使其翻譯出的對生長發(fā)育起重要調(diào)節(jié)作用的蛋白質(zhì)減少，小鼠發(fā)育異常。