2019年1月24日,《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表了上??茖W(xué)家團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)重要成果,即先通過(guò)基因編輯技術(shù)切除獼猴受精卵中的生物節(jié)律核心基因BMAL1,再利用體細(xì)胞克隆技術(shù),獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴,這是國(guó)際上首次成功構(gòu)建出了一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂的獼猴模型,同時(shí)也是世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”“華華”誕生后,體細(xì)胞克隆猴技術(shù)的首次應(yīng)用?;蚓庉嫾夹g(shù)是上述研究中的核心技術(shù),該技術(shù)中的基因編輯工具是經(jīng)改造的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。該系統(tǒng)由向?qū)NA和Cas9蛋白組成,由向?qū)NA引導(dǎo)Cas9蛋白在特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割來(lái)完成基因的編輯過(guò)程,其工作原理如圖所示。
(1)CRISPR/Cas9系統(tǒng)廣泛存在于細(xì)菌體內(nèi),推測(cè)該系統(tǒng)在細(xì)菌體內(nèi)的作用是
切割外源DNA,保護(hù)自身
切割外源DNA,保護(hù)自身
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(2)由于Cas9蛋白沒(méi)有特異性,用CRISPR/Cas9系統(tǒng)切割BMAL1基因,向?qū)NA的識(shí)別序列應(yīng)具有的特點(diǎn)是能與BMAL1基因特定序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合(或能識(shí)別BMAL1基因特定堿基序列等)
能與BMAL1基因特定序列通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合(或能識(shí)別BMAL1基因特定堿基序列等)
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(3)為了獲得更多的受精卵,可對(duì)母獼猴注射促性腺
促性腺
激素,使其超數(shù)排卵,判斷卵細(xì)胞受精成功的重要標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體
在卵細(xì)胞膜和透明帶的間隙觀察到兩個(gè)極體
。在個(gè)體水平鑒定BMAL1基因敲除成功的方法是獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂
獼猴表現(xiàn)為生物節(jié)律紊亂
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(4)該團(tuán)隊(duì)利用一只BMAL1缺失的成年獼猴體細(xì)胞克隆出5只后代的實(shí)驗(yàn)中,體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植,原因是體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難
體細(xì)胞分化程度高,恢復(fù)其全能性十分困難
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(5)在人類(lèi)生物節(jié)律紊亂機(jī)理研究方面,獼猴模型比小鼠、果蠅等傳統(tǒng)模型動(dòng)物更加理想,理由是獼猴與人類(lèi)親緣關(guān)系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類(lèi)相近
獼猴與人類(lèi)親緣關(guān)系更近,獼猴生物節(jié)律性與人類(lèi)相近
?;蚓庉嫼笸ㄟ^(guò)體細(xì)胞克隆得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(A組),與僅通過(guò)基因編輯受精卵得到的數(shù)只BMAL1缺失獼猴(B組)比較,A組
A組
(填“A組”或“B組”)更適合做疾病研究模型動(dòng)物,理由是A組遺傳背景一致(生物節(jié)律紊亂程度一致),提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性
A組遺傳背景一致(生物節(jié)律紊亂程度一致),提高了科學(xué)研究的可靠性和可比性
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