题干
蛋白激酶CaMKIIδ过度活化可导致某些心血管疾病。该酶过度活化与其第281和282位的甲硫氨酸（Met）有关。可通过向导RNA引导，将腺嘌呤碱基编辑器（ABE）精确定位至基因的待编辑位置，使基因相关位点①和②（如图1）的A转换成G，导致甲硫氨酸变为缬氨酸，从而抑制CaMKIIδ的过度活化。科研人员设计两种向导RNA—sgRNA1和sgRNA6，以此构建了两种ABE，两者在机体心肌细胞中编辑CaMKIIδ基因的效率如图2。 回答下列问题： （1）CaMKIIδ的化学本质是________。 （2）实验中使用心肌特异性启动子来驱动ABE发挥作用，目的是______________。 （3）图1中sgRNA1序列为________（填标号）。
- A5'-GCTTCCATGATGCACAGAC-3'
- B5'-GTCTGTGCATCATGGAAGC-3'
- C5'-GUCUGUGCAUCAUGGAAGC-3'
- D5'-CGAAGGUACUACGUGUCUG-3'
答案
（1）蛋白质 （4） ①. sgRNA6 ②. 只有基因位点①和②的A转换成G，导致甲硫氨酸变为缬氨酸，才能抑制CaMKⅡδ的过度活化，以sgRNA6为向导的ABE对位点①和②均有较高的编辑效率，而以sgRNA1为向导的ABE仅对位点①有较高编辑效率，对位点②编辑效率极低 （5） ①. 控制血红蛋白合成的基因发生了基因突变 ②. 造血干细胞
解析
（4）由图2可知，以________为向导RNA的ABE编辑效果更好，理由是______________。 （5）镰状细胞贫血是一种遗传病，导致该病的根本原因是_________________；理论上，若用上述技术，需将碱基编辑器导入________（填细胞名称），从而实现对患者血红蛋白分子的改造，达到治疗目的。 CaMKIIδ是一种蛋白激酶，由题干信息可知，蛋白激酶CaMKIIδ过度活化与其第281和282位的甲硫氨酸有关，因此该酶的化学本质为蛋白质。 启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质，因此为了驱动ABE仅在心肌细胞中表达，需要在编码ABE的基因的上游添加心肌特异性启动子，避免对其他组织细胞造成不必要的编辑，降低副作用。 基因的转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，从模板链的3'端结合RNA聚合酶转录而来，由图示可知与sgRNA结合的向导DNA序列的编码链为5'-GCTTCCATGATGCACAGAC-3'，根据碱基互补配对原则,，且RNA中含U不含T，sgRNA1的碱基序列为5'-GUCUGUGCAUCAUGGAAGC-3'，C符合题意，ABD不符合题意。 由图2可知：含SgRNA1的ABE仅在位点①A→G转换效率高，位点②几乎无编辑效果；含sgRNA6的ABE在位点①和②的A-G转换效率均较高，可同时编辑第281和282位甲硫氨酸，更有效地抑制CaMKII8过度活化。 镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，由血红蛋白基因中一个碱基对的替换（A/T→T/A）导致谷氨酸被缬氨酸替换，进而引起血红蛋白结构异常。血红蛋白只在红细胞中被选择性表达合成，红细胞由造血干细胞分化而来，因此将碱基编辑器导入造血干细胞，可使其分化产生正常的红细胞，实现对患者血红蛋白分子的改造，达到治疗目的。 试管编号 1 2 3 4 5 底物浓度（mol·L-1） 6.3×10-6 7.5×10-5 1.0×10-4 1.0×10-3 1.0×10-2 反应速率（nmol·L-1·min-1） 15 56 60 75 75 组别 接穗 砧木 接穗中NHP 接穗SAR 1 野生型 野生型 有 建立 2 突变体 突变体 无 未建立 3 野生型 突变体 无 未建立 4 突变体 野生型 有 建立 基因型 黄色与绿色表型比 圆粒与皱粒表型比 AA 3∶1 24∶1 Aa 3∶1 21∶4 aa 3∶1 9∶16