Question

新冠肺炎是由新冠病毒（SARS-CoV-2）感染引起的呼吸道传染病，研究表明新冠病毒侵染的关键是病毒表面的S蛋白与人体细胞表面ACE2特异结合。请回答下列问题：

（1）为及时确诊，科学家研制了基因检测试剂盒，其机理为：分离待测个体细胞的总RNA，在_______酶的作用下得到相应的DNA，再利用__________技术扩增将样本中微量的病毒信息放大，最后以荧光的方式读取信号。

（2）预防新冠肺炎（COVID--19）的有效措施是接种疫苗，核酸疫苗已成为疫苗研发的新领域。与DNA疫苗（通过抗原蛋白基因在动物细胞中表达引起机体免疫应答）相比，mRNA疫苗的安全性更有优势。这是因为mRNA不需要进入细胞核，无__________的风险，且易被__________水解，不会遗传给子细胞。

（3）研制S蛋白的单克隆抗体可能成为治疗新冠肺炎的途径，请利用小鼠作实验材料，简要写出制备S蛋白的单克隆抗体的实验过程：____________________。

（4）构建乳腺生物反应器可生产相应的药物蛋白，用来治疗冠肺炎。构建的方法有多种，一是通过转基因技术将重组基因导入到受精卵中，使其生长发育成转基因动物：二是通过转基因体细胞核移植技术生产克隆动物作为生物反应器。两种方法获得的胚胎都要借助技术__________和__________技术才能获得转基因动物个体。

Answer

逆转录 PCR 整合到宿主细胞染色体基因组中 RNA酶 取已免疫小鼠的B细胞与骨髓瘤细胞，诱导融合后转入选择培养基中进行筛选。对所得的细胞再利用S蛋白进行抗体检测，选择阳性细胞进行克隆化培养，分离提纯相应抗体 早期胚胎培养（动物细胞培养） 胚胎移植

【解析】

疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。当动物体接触到这种不具伤害力的病原菌后，免疫系统便会产生反应，产生相应的记忆细胞；当动物再次接触到这种病原菌时，动物体的免疫系统便会利用已有的记忆细胞，进行二次免疫，防止对病原体对机体的伤害。

单克隆抗体的制备过程：

1.免疫动物：用目的抗原免疫小鼠，使小鼠产生B淋巴细胞。

2.细胞融合：将准备好的同系骨髓瘤细胞与B淋巴细胞按一定比例混合，并加入促融合剂聚乙二醇。在聚乙二醇作用下，各种淋巴细胞可与骨髓瘤细胞发生融合，形成杂交瘤细胞。

3.选择性培养：选择性培养的目的是筛选融合的杂交瘤细胞，一般采用HAT选择性培养基。在HAT培养基中，未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶（ S途径），不能利用补救途径合成 DNA而死亡。未融合的淋巴细胞虽具有次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶（S途径），但其本身不能在体外长期存活也逐渐死亡。只有融合的杂交瘤细胞由于从淋巴细胞获得了次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶（ S途径），并具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性，因此能在HAT培养基中存活和增殖。

4.杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化：在HAT培养基中生长的杂交瘤细胞，只有少数是分泌预定特异性单克隆抗体的细胞，因此，必须进行筛选和克隆化。通常采用有限稀释法进行杂交瘤细胞的克隆化培养。采用灵敏、快速、特异的免疫学方法，筛选出能产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞，并进行克隆扩增。

5.单克隆抗体的大量制备：主要采用动物体内诱生法和体外培养法。

(1)体内诱生法：在小鼠腹腔内接种杂交瘤细胞。杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖，并产生和分泌单克隆抗体。约1-2周，可见小鼠腹部膨大。用注射器抽取腹水，即可获得大量单克隆抗体。

(2)体外培养法：将杂交瘤细胞置于培养瓶中进行培养。在培养过程中，杂交瘤细胞产生并分泌单克隆抗体，收集培养上清液，离心去除细胞及其碎片，即可获得所需要的单克隆抗体。

动物乳腺生物反应器是基于转基因技术平台，使外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺，利用动物乳腺天然、高效合成并分泌蛋白的能力，在动物的乳汁中生产一些具有重要价值产品的转基因动物的总称。

（1）利用RNA得到相应DNA的方法为逆转录，起作用的酶为逆转录酶，在体外将DNA扩增的技术是PCR（聚合酶链式反应）。

（2）病毒DNA一般进入细胞核，整合到宿主细胞DNA上，与宿主细胞的基因共同转录、翻译，若是应用mRNA，则不会有遗传信息整合到宿主细胞DNA上的风险。在进行翻译后，mRNA被细胞中的RNA酶催化水解，较DNA疫苗更加安全。

（3）制备单克隆抗体的简单步骤：取已免疫小鼠的B细胞与骨髓瘤细胞，诱导融合后转入选择培养基中进行筛选。对所得的细胞再利用S蛋白进行抗体检测，选择阳性细胞进行克隆化培养，分离提纯相应抗体。

（4）无论是利用转基因技术将重组基因导入到受精卵中还是通过转基因体细胞核移植技术生产克隆动物，都需要在动物体外获得转基因胚胎，然后移植进入雌性动物子宫发育。所以二者都要借助的技术是早期胚胎培养（动物细胞培养）和胚胎移植。