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  • 1. (2024高三下·宁波模拟) Ⅰ、裸鼠几乎不得癌症,其寿命可超过30年,同样大小的家鼠最长寿命为4年。为探究其原因,科研人员做了以下研究。

    Ⅱ、Period2(Per2)基因是一种抑癌基因,干扰Per2基因表达有利于肿瘤细胞存活和促进肿瘤发生。p53肿瘤抑制因子是一个关键的转录因子,调节DNA修复、细胞周期、衰老凋亡等相关细胞途径,是抵抗癌症发病和进展的重要防御因子,并且是通过与癌蛋白MDM2负调控作用调节其功能。为探究裸鼠体内下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中P53的可能调控机制,科研人员做了如下实验:

    1. (1) 裸鼠胶质瘤模型构建:将裸鼠皮肤成纤维细胞置于培养箱进行体外培养,经检测发现其分泌大量粘稠的高分子量透明质酸(HA),可抑制细胞过度增殖。
    2. (2) 研究者检测不同来源成纤维细胞中HA合成酶(HAS)的含量,结果如图1.另外,发现裸鼠组织的HA降解酶(HAase)的活性远低于人和小鼠。结合图文信息,分析裸鼠皮肤成纤维细胞分泌大量高分子量HA的原因是

      结果显示,裸鼠胚胎期HA合成酶低表达,推测其意义是

    3. (3) 为进一步研究高分子量HA能否提高小鼠的寿命,研究人员进行了下列实验(图2)。

      NeoR:新霉素抗性基因;nmrHas2:裸鼠 HA 合成酶 2 基因;CE:cre 重组酶-雌激素受体融合基因     

      注:启动子仅启动相邻基因的表达

      ①通过转基因技术获得转基因小鼠A:为了将目的基因插入小鼠6号染色体的特定位点,需在其两端设计与6号染色体同源序列,实现同源序列之间的重组。由此获得的转基因小鼠A暂时无法表达HA合成酶2,原因是

      ②B鼠为导入表达CE的纯合子,CE也插入6号染色体的相同位点。外源雌激素可诱导cre重组酶活化,活化的cre重组酶能识别并切除loxP位点间的序列。A、B鼠交配获得C、D鼠,请画出C鼠的基因组成情况

      ③利用C、D鼠进行实验,测得实验组小鼠HA含量升高,癌症概率降低、炎症反应减少,寿命也得到了延长。请写出对照组的选材(“C”或“D”)及实验处理。

    4. (4) 请简述本研究的应用前景
    5. (5) 培养U343细胞常在培养基中加入,一段时间后用消化,制成细胞悬液。
    6. (6) 人工合成低表达Per2基因,以某种病毒作为运载体,构建重组DNA,导入到培养好的U343胶质瘤细胞中(实验组),同时还需要设置2组对照组,分别为:(对照组1)、空白对照组(U343)(对照组2)。
    7. (7) 每组等量同龄健康裸鼠,皮下相同部位分别对应注入上述组别的U343细胞,适宜条件下培养,定期记录瘤体体积,记录到成瘤(体积达1000mm3)的时间,处死小鼠,取出瘤体,提RNA和蛋白质。

      实验结果:实验组小鼠成瘤时间短于两对照组,且相同时间内实验组瘤体体积大于两对照组。检测各组U343胶质瘤细胞中Per2 蛋白含量(各组mRNA含量关系同Per2蛋白含量关系),如图3所示。

      注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2.

      由图3结果可知,细胞中GAPDH蛋白表达量相对稳定,在实验中可作为参照,作用是。该实验结果说明实验组Per2基因低表达体系构建成功。

    8. (8) 已知当DNA损伤后,DNA检测点基因ATM被激活,随后诱发p53激活,而c-myc是原癌基因,p53可与c-myc的启动子相结合发生乙酰化反应,已知c-myc的转录,相关基因表达后蛋白检测如图4(各组mRNA含量关系同蛋白含量关系)

      注:图中从左向右依次为实验组、对照组1、对照组2.

      由图4可推测,Per2基因的作用为。下调Per基因对人胶质瘤细胞U343细胞株中p53的可能调控机制

    9. (9) 综上,Per2基因低表达可明显促进胶质瘤的发生发展,请你提出一种可能的调控机制,导致胶质瘤的发生和发展。

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