“人造精子”
“人造精子”是一种可以替代精子使卵细胞“受精”的单倍体胚胎干细胞。我国科研人员利用先进的胚胎操作技术,获得小鼠“人造精子”的流程如图1所示:
目前构建成功的单倍体胚胎干细胞系,其细胞核内包含的性染色体全部都是X染色体,而无包含Y染色体的细胞。单倍体胚胎干细胞在培养过程中可能会成为二倍体细胞,原因是有一部分单倍体细胞在分裂期时发生异常,跳过分裂期重新进入分裂间期,导致DNA含量加倍。流式细胞仪(FACS)可根据细胞中DNA含量对不同细胞进行分选,最终获得单倍体胚胎干细胞。小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞具有一定的受精能力,将其注射到卵细胞中成功得到健康的小鼠。但是,运用这种技术获得的小鼠成活率很低。研究人员发现小鼠单倍体胚胎干细胞中H19和IG两个基因的DNA甲基化水平要低于精子(甲基化能抑制这两个基因的表达),随着细胞培养时间延长,这两个区域甲基化逐渐变少。基于这些事实,科研人员又进一步设计实验明显提高了小鼠的成活率。
“人造精子”由于其基因组的单倍体性,在体外几乎能够无限增殖且“受精”后能产生后代,可应用于各种基因功能的研究。例如:正常二倍体的胚胎干细胞包含两套完整的基因组,如果一条染色体上的基因发生隐性突变,另一条染色体上的基因可以弥补,就能保证细胞的正常生长。对于单倍体细胞来说,无论基因发生显性突变或隐性突变,由于没有备份基因来补偿其功能的缺失,就会出现相应的生理缺陷,进而得知该基因与这一生理功能相关。
(1)文中提到的小鼠单倍体胚胎干细胞有(2)将利用同一小鼠获得的孤雄单倍体胚胎干细胞分别注射到不同卵细胞中,激活并启动胚胎发育,成功得到多个健康小鼠。这些小鼠被称为半克隆小鼠的原因是
(3)图2为FACS检测的结果,下列相关分析正确的是
B.a峰与b峰,b峰与c峰之间的细胞正进行DNA复制
C.c峰中的细胞有处于分裂期的单倍体细胞
D.a峰中的细胞是科研人员想要获得的单倍体细胞
(4)结合文中信息推测科研人员如何提高了半克隆小鼠的成活率。
(5)基于文中信息,请从构建基因突变小鼠模型、遗传病的控制等角度分析“人造精子”可能具有的应用价值(写出一条即可)。

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