Question

【題目】骨髓增生異常綜合征（MDS）是一組造血干細胞的異質性增殖性疾病，紅細胞生成缺陷及發育不良是MDS的典型特征。TET2基因可以參與斑馬魚胚胎造血基因表達調控，在紅細胞發育過程中發揮重要作用。斑馬魚和人類基因有著87%的高度同源性，其實驗結果大多數情況下適用于人體，因此以斑馬魚為實驗對象進行了相關研究。

（1）在造血干細胞中，以__________________為模板，合成mRNA 并指導TET2 蛋白合成。進行此過程時，一個mRNA分子上可以相繼結合多個____________，同時進行多條肽鏈的合成，其意義是_______________。

（2）研究發現，TET2基因在調控造血基因表達過程中存在下列現象：

① 造血基因------Gata-1 基因在DNA 甲基化轉移酶（DNMTs）的作用下，將胞嘧啶轉化為5-甲基胞嘧啶（5-mC），如圖2 中A所示。DNA甲基化使得___________不能識別相應的堿基序列，影響轉錄過程，進而造成Gata-1 基因沉默。

②科研人員使用亞硫酸氫鈉處理Gata-1 基因，進行________擴增，如圖2-B，對擴增后的產物進行分析，就可以區分甲基化與未甲基化的胞嘧啶，區分依據是對比圖2A、B發現___________________。

（3）為研究TET2 基因調控斑馬魚紅細胞的生成，利用MO（阻斷TET2 基因表達）技術敲除TET2 基因后，檢測Gata-1 基因的甲基化水平。經研究發現TET2 蛋白使5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量明顯下降，能夠恢復Gata-1基因__________，結合圖3 可推測出TET2基因的作用是________________________。

Answer 1

【答案】DNA一條鏈 核糖體 短時間內快速合成大量相同的蛋白質，節約能量 RNA聚合酶 PCR 經亞硫酸氫鈉處理后，未被甲基化的C變成了U，甲基化的C沒有發生變化，還是C 轉錄 TET2基因表達產物TET2蛋白降低Gata-1 5-me含量， 恢復gata-1正常轉錄，造血干細胞正常分化成紅細胞

【解析】

由圖1可知，TET2基因的表達過程為以TET2基因的一條鏈為模板，合成mRNA，并指導TET2蛋白的合成。

由圖2可知，A、B對比分析可知，經亞硫酸氫鈉處理后，未被甲基化的C變成了U，甲基化的C沒有發生變化。

由圖3可知，與對照組相比，利用MO（阻斷TET2基因表達）技術敲除TET2基因后，Gata-1基因的5-mC含量升高。

（1）在造血干細胞中，以DNA一條鏈為模板，合成mRNA，并指導TET2蛋白合成。進行此過程時，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，短時間內快速合成大量相同的蛋白質，大大提高了翻譯效率。

（2）①轉錄時，RNA聚合酶能夠識別特定的核苷酸序列，因此DNA甲基化使得RNA聚合酶不能識別相應的堿基序列，影響轉錄過程，進而造成Gata-1基因沉默。

②由圖2-B可知，科研人員使用亞硫酸氫鈉處理Gata-1基因，然后進行PCR擴增。對比圖2中A、B發現經亞硫酸氫鈉處理后，未被甲基化的C變成了U，甲基化的C沒有發生變化，還是C，因此對擴增后的產物進行分析，就可以區分甲基化與未甲基化的胞嘧啶。

（3）由（2）①可知，DNA甲基化使得RNA聚合酶不能識別相應的堿基序列，影響轉錄過程，造成Gata-1基因沉默。由圖3可知，與對照組相比，利用MO（阻斷TET2基因表達）技術敲除TET2基因后，Gata-1基因的5-mC含量升高，說明TET2基因的表達產物TET2蛋白可使5-甲基胞嘧啶（5-mC）含量下降，能夠恢復Gata-1基因轉錄，使造血干細胞正常分化成紅細胞。