Question

【題目】科技文閱讀——P53蛋白

1979年，人們發(fā)現(xiàn)了p53蛋白，認(rèn)為它是SV病毒的癌蛋白。隨后，人們又發(fā)現(xiàn)野生型的p53蛋白并非癌蛋白，而是抑癌蛋白，這種認(rèn)知的反轉(zhuǎn)是因?yàn)榫幋aP53的TP53基因容易發(fā)生突變，真正致癌的是突變型P53。P53是怎樣發(fā)揮作用的？

p53蛋白有很多與細(xì)胞凋亡或細(xì)胞周期調(diào)控過(guò)程有關(guān)的靶基因。p53蛋白的真正功能是一種轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)可被誘導(dǎo)表達(dá)，通過(guò)與這些基因內(nèi)部或上游的p53反應(yīng)元件相結(jié)合，激活這些基因的轉(zhuǎn)錄，最終使細(xì)胞停滯于G1期；并與復(fù)制因子A相互作用，參與DNA的復(fù)制與修復(fù)；如果修復(fù)失敗，P53蛋白即啟動(dòng)程序性死亡（凋亡）過(guò)程誘導(dǎo)細(xì)胞自殺，阻止有癌變傾向的突變細(xì)胞的生成，從而防止細(xì)胞癌變。

細(xì)胞是怎樣調(diào)節(jié)P53蛋白的活性，使其能夠準(zhǔn)確發(fā)揮抑癌作用的？要研究某蛋白活性最常用的方法是找到與該蛋白發(fā)生相互作用的其它蛋白，而在眾多p53蛋白的“把關(guān)人”蛋白中最重要就是MDM2蛋白。MDM2蛋白能夠與p53蛋白緊密結(jié)合，通過(guò)多種方式（如促使P53降解）抑制其生物學(xué)活性；而后來(lái)發(fā)現(xiàn)MDM2基因居然是受p53蛋白調(diào)控的靶基因，結(jié)果就是p53蛋白誘導(dǎo)MDM2蛋白表達(dá)，然后MDM2蛋白促進(jìn)p53蛋白降解，兩者之間形成了一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路。得益于此環(huán)路，在非應(yīng)激細(xì)胞中的p53蛋白的活性，一直維持在較低的基礎(chǔ)水平；當(dāng)細(xì)胞面臨各種致瘤刺激信號(hào)時(shí)，某些物質(zhì)（如抑癌因子ARF）與MDM2蛋白相結(jié)合或者MDM2蛋白的含量減少，從而“解放”了p53蛋白，抑制作用減弱，p53蛋白就會(huì)被活化，發(fā)揮抑癌作用。

腫瘤細(xì)胞中P53蛋白結(jié)構(gòu)異常，所以目前利用P53治療癌癥的思路之一是基因療法，即將正常的P53基因?qū)�入癌癥患者體內(nèi)，使其復(fù)制表達(dá)，殺滅腫瘤細(xì)胞；另一個(gè)思路是重建P53蛋白的活性，如開(kāi)發(fā)出一種小分子物質(zhì)，它可以與突變的p53蛋白發(fā)生相互作用，促使該突變蛋白改變構(gòu)象，恢復(fù)正常功能，但是這類(lèi)藥物只可以用于攜帶有p53突變基因的患者。

問(wèn)題：（1）、結(jié)合文中內(nèi)容，請(qǐng)說(shuō)明突變的P53蛋白致癌的原因是什么？_____________________

（2）、結(jié)合基因工程的操作技術(shù)，嘗試說(shuō)明怎樣利用P53蛋白進(jìn)行基因治療？_____________________

（3）結(jié)合文中內(nèi)容，說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生P53基因突變的癌癥病人，應(yīng)該怎樣治療？_____________________

Answer 1

【答案】突變的P53蛋白空間結(jié)構(gòu)改變，不能與靶基因相應(yīng)結(jié)構(gòu)結(jié)合，導(dǎo)致無(wú)法激活基因轉(zhuǎn)錄，從而無(wú)法合成調(diào)控蛋白；而這些靶基因本來(lái)是調(diào)控細(xì)胞凋亡或細(xì)胞周期過(guò)程，突變的P53使得細(xì)胞脫離正常周期無(wú)限增殖；或者無(wú)法修復(fù)損傷的DNA，不能使具有癌變傾向的突變細(xì)胞凋亡，即會(huì)導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。 首先獲取P53蛋白基因，（如PCR方法，或逆轉(zhuǎn)錄法構(gòu)建cDNA文庫(kù)），找到適宜的載體，如改造好的腺病毒；構(gòu)建基因表達(dá)載體，形成重組病毒，并導(dǎo)入離體培養(yǎng)的人體細(xì)胞中，將確認(rèn)表達(dá)P53蛋白的細(xì)胞輸回人體，監(jiān)測(cè)治療效果。 沒(méi)有發(fā)生P53基因突變的病人可以通過(guò)開(kāi)發(fā)破壞MDM2–p53負(fù)反饋環(huán)路的藥物，如藥物可減少MDM2蛋白(P53的調(diào)節(jié)蛋白）的含量，從而釋放P53蛋白，使其活性恢復(fù)，發(fā)揮治療作用。

【解析】

根據(jù)文中給出的信息， P53蛋白有3個(gè)方面的作用，即使細(xì)胞停滯于G1期；參與DNA的復(fù)制與修復(fù)；如果修復(fù)失敗，防止細(xì)胞癌變。MDM2與受p53蛋白之間形成了一個(gè)負(fù)反饋環(huán)路�；�因工程的操作步驟獲取目的基因、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、是將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、檢測(cè)目的基因。

（1）P53蛋白的致癌原因是突變的P53蛋白空間結(jié)構(gòu)改變，不能與靶基因相應(yīng)結(jié)構(gòu)結(jié)合，導(dǎo)致無(wú)法激活基因轉(zhuǎn)錄，從而無(wú)法合成調(diào)控蛋白；而這些靶基因本來(lái)是調(diào)控細(xì)胞凋亡或細(xì)胞周期過(guò)程，突變的P53使得細(xì)胞脫離正常周期無(wú)限增殖；或者無(wú)法修復(fù)損傷的DNA，不能使具有癌變傾向的突變細(xì)胞凋亡，即會(huì)導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。

（2）該題按照基因工程的操作步驟即可，首先獲取P53蛋白基因，（如PCR方法，或逆轉(zhuǎn)錄法構(gòu)建cDNA文庫(kù)），找到適宜的載體，如改造好的腺病毒；構(gòu)建基因表達(dá)載體，形成重組病毒，并導(dǎo)入離體培養(yǎng)的人體細(xì)胞中，將確認(rèn)表達(dá)P53蛋白的細(xì)胞輸回人體，監(jiān)測(cè)治療效果。

（3）沒(méi)有發(fā)生P53基因突變的病人可以通過(guò)開(kāi)發(fā)破壞MDM2–p53負(fù)反饋環(huán)路的藥物，如藥物可減少MDM2蛋白(P53的調(diào)節(jié)蛋白）的含量，從而釋放P53蛋白，使其活性恢復(fù)，發(fā)揮治療作用。