点击上方蓝字关注我们
Usher综合征（USH）是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病，分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。
（1）两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。
①家系1的II-2是携带者的概率为_________。
②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配，所生子女均正常，原因是__________。
（2）基因间的相互作用会使表型复杂化。例如，小鼠在单基因G或R突变的情况下，gg表现为α型，rr表现为γ型，而双突变体小鼠ggrr表现为α型。表型正常的GgRr小鼠间杂交，F1表型及占比为：正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F1的α型个体中杂合子的基因型有_________。
（3）r基因编码的RN蛋白比野生型R蛋白易于降解，导致USH。因此，抑制RN降解是治疗USH的一种思路。已知RN通过蛋白酶体降解，但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡，因而用于治疗的药物需在增强RN稳定性的同时，不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与RN的融合蛋白都通过蛋白酶体降解，研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞，在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求，则加药后的检测结果是__________。
（4）将野生型R基因连接到病毒载体上，再导入患者内耳或视网膜细胞，是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害，保证治疗的安全性，用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释_______。
参考答案
(1)①2/3；②家系1、2患病分别由不同的基因突变所致
(2)ggRr、Cgrr
(3)绿色荧光强度下降不明显,红色荧光强度明显降低
(4)条件:无致病性、低免疫原性、精准递送等。解释:选择“复制缺陷性”的病毒载体是为了防止病毒在体内失控扩散,避免引发疾病;选择“低免疫原性”的病毒载体是为了最大限度地减少有害免疫反应,保护靶细胞免受免疫攻击,确保治疗基因的长期有效表达,并保留未来再治疗的可能性;精准递送能实现靶向治疗,提高治疗效果,并减少副作用。
解析
(1)①由题可知,Usher综合征(USH)是种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病,说明I-1和I-2均为杂合子,假设家系1患病是单基因A突变所致,则Ⅱ-2的基因型为1/3AA、2/3Aa,所以家系1的Ⅱ-2是携带者的概率为2/3。②假设家系1、2患病均由单基因A突变所致,则两家系遗传系谱图(含相应个体的基因型)如图所示:
则家系1的Ⅱ-1(aa)与家系2的Ⅱ-2(aa)之间婚配,所生子女的基因型均为aa,均患病,与题意不符,该假设错误。假设家系1患病由单基因A突变所致,家系2患病由单基因B突变所致,则两家系遗传系谱图(含相应个体的基因型)如图所示:
则家系1的Ⅱ-1(aaBB)与家系2的Ⅱ-2(AAbb)之间婚配,所生子女的基因型均为AaBb,均不患病,该假设正确。因此家系1、2患病分别由不同的基因突变所致。
(2)表型正常的GgRr小鼠间杂交F1表型比例为9:6:1,是9:3:3:1的变式,说明这两对等位基因独立遗传。根据题干知:gg表现为α型,rr表现为γ型,而双突变体小鼠ggrr表现为α型,F1表型及占比为正常9/16、α型3/8、γ型1/16,据此推出基因型为GGrr的个体表现为γ型,ggrr、ggR_表现为α型,由于基因互作基因型为Ggrr的个体也表现为α型。因此F1的型个体中杂合子的基因型为ggRr、Ggrr。
(3)题眼一该药物应当增强RN稳定性但不抑制蛋白酶体功能.实验逻辑如下。
不加药时:两种融合蛋白均被蛋白酶体降解,红、绿荧光强度均明显降低。
加药后:RN稳定性增强,绿色荧光蛋白-RN的荧光强度下降不明显,红色荧光蛋白-某蛋白的荧光强度明显降低。
这一结果可表明药物具有选择性,仅针对RN稳定性进行干预,而不干扰蛋白酶体的功能,符合安全性要求。
(4)将野生型R基因连接到病毒载体上,再导入患者内耳或视网膜细胞,是治疗USH的另一种思路,这是利用基因工程进行治疗。为避免对患者的潜在伤害,保证治疗的安全性,用作载体的病毒必须满足以下条件:无致病性[病毒载体必须去除复制能力(如删除复制必需位点),防止在宿主体内复制或引发疾病]、低免疫原性[尽量降低载体引发的免疫反应(如删除病毒毒性基因),避免免疫攻击]、精准递送[通过改造衣壳蛋白或启动子(如组织特异性启动子)实现靶向递送,减少脱靶效应]、无整合风险等。
