Question

【題目】目前，重組蛋白疫苗、腺病毒疫苗、核酸疫苗等多種類型的新冠病毒疫苗都在研發(fā)當(dāng)中。新冠病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，一男子與新冠肺炎患者有接觸史，在進(jìn)行醫(yī)學(xué)隔離期間，檢查發(fā)現(xiàn)該男子血清中有相應(yīng)的抗S蛋白抗體出現(xiàn)。某研究小組研制重組蛋白疫苗的簡要操作流程如下。請分析回答：

（1）疫苗研制實驗步驟②構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必須使用DNA連接酶，該酶的作用是_____________________。若不進(jìn)行步驟②而將S蛋白基因直接導(dǎo)入大腸桿菌，一般情況下，不能得到表達(dá)的S蛋白，其原因是_______________________。

（2）為了檢驗步驟⑥所表達(dá)的S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性，可進(jìn)行相關(guān)實驗檢測，實驗思路是_________________________________。

（3）過程④的大量生產(chǎn)，需對導(dǎo)入表達(dá)載體A的大腸桿菌進(jìn)行篩選和純化培養(yǎng)。如圖是純化過程中一個平板的菌落分布，該接種方法是___________________；推測接種時可能的操作失誤是_________________。

（4）注射疫苗是預(yù)防新冠肺炎的有效途徑，但是并不意味著接種過新冠疫苗的人將來不會成為新冠肺炎患者。可能的原因有______________________。

Answer 1

【答案】將限制性核酸內(nèi)切酶切割的載體和S蛋白基因連接起來 S蛋白基因在大腸桿菌中不能穩(wěn)定存在和復(fù)制，也不能轉(zhuǎn)錄和翻譯 用⑥所表達(dá)的S蛋白與新冠肺炎康復(fù)病人血清進(jìn)行抗原—抗體特異性反應(yīng)實驗 稀釋涂布平板法 涂布不均勻 新冠病毒發(fā)生變異，使原來的疫苗失去作用；相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞在體內(nèi)存活時間有限

【解析】

基因工程的基本操作程序

第一步：目的基因的獲取

第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建

1、目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。

2、組成：目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因+復(fù)制原點

第三步：將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞

第四步：目的基因的檢測和表達(dá)

1、首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)。

2、其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，方法是采用用標(biāo)記的目的基因作探針與 mRNA雜交。

3、最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的 抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交。

（1）DNA連接酶可以將限制性核酸內(nèi)切酶切割的載體和S蛋白基因連接起來，構(gòu)建基因表達(dá)載體，直接將目的基因倒入大腸桿菌中，由于S蛋白基因在大腸桿菌中不能穩(wěn)定存在和復(fù)制，也不能轉(zhuǎn)錄和翻譯，所以不能得到S蛋白。

（2）檢驗S蛋白是否具有病毒S蛋白的抗原特性，可以利用抗原和抗體特異性結(jié)合的特點設(shè)計實驗：用⑥所表達(dá)的S蛋白與新冠肺炎康復(fù)病人血清進(jìn)行抗原—抗體特異性反應(yīng)實驗。

（3）圖中接種的方法是稀釋涂布平板法，在平板上，菌落分布不均勻可能的原因是涂布不均勻。

（4）由于新冠病毒發(fā)生變異，使原來的疫苗失去作用；相應(yīng)的抗體和記憶細(xì)胞在體內(nèi)存活時間有限，所以接種了疫苗的人有可能成為患者。