24. 异源器官移植是替代受损或衰竭器官的有效方法。中国科学院研究员通过将红色荧光标记的人多功能干细胞(iPSCs)注射到猪胚胎中,成功借助猪胚胎培育出人源性肾脏,如图1所示。该研究首先通过敲除猪胚胎细胞中与肾脏发育密切相关的基因P和基因M,获得肾脏缺陷型猪胚胎,为后续iPSCs的生长和分化提供了必要的胚胎互补环境;其次,向iPSCs转入促增殖基因和抗凋亡基因,并诱导两者高水平表达,如图2所示,大大增强iPSCs在猪胚胎中的存活率。
回答下列问题:
(1)改造人类多功能干细胞:①图2中质粒上有促增殖基因、红色荧光蛋白基因和
_____________基因(答出两种即可)等。②获得转基因iPSCs细胞后,需将其培养在含
_______________的培养液中,从而实现抗凋亡蛋白与促增殖蛋白的过量表达。为检验诱导表达效果,提取培养后细胞的蛋白质,利用蛋白质的带电特性,通过
_____________将不同大小的蛋白质分开,再用带标记的
___________进行检测。
(2)构建双基因敲除的猪胚胎:①设法获得敲除基因P 的猪胚胎成纤维细胞后,将细胞与去核卵母细胞通过
____________进行诱导融合和激活,获得重组细胞。②向重组细胞注射碱基编辑器CBE,CBE可将基因M特定序列中的碱基C脱去氨基转变为U,在 DNA 复制后,使碱基对 C-G 被 A-T 替换,编码谷氨酰胺的密码子(CAA)转变为终止密码子(UAA),这将导致
_____________,从而达到敲除基因D的目的。③双基因敲除后的重组细胞通过胚胎体外培养至
_____________后转移至代孕母体内继续发育,最终获得缺失肾脏的猪胚胎。
(3)嵌合体胚胎的培养与检测:将转基因iPSCs注入双基因敲除的猪早期胚胎中获得嵌合体胚胎,将嵌合胚胎移植至代孕猪体内,在胚胎发育的第28天终止妊娠而不是待其发育为成体猪时再终止生命的原因是
_____________。对胚胎进行解剖观察,观察胚胎中
____________的分布可知人iPSCs参与形成嵌合体胚胎的哪些组织器官。结果发现,人细胞绝大部分位于肾脏,而胚胎的其余部分则基本由猪细胞组成,形成该结果的机理是
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