Question

【題目】閱讀下列材料，回答（1）～（4）題。

腫瘤細(xì)胞中相關(guān)基因甲基化修飾調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬過(guò)程

細(xì)胞自噬是真核生物對(duì)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行周轉(zhuǎn)的重要過(guò)程。細(xì)胞自噬過(guò)程中，一些損傷的蛋白或細(xì)胞器被雙層膜結(jié)構(gòu)包裹后形成自噬體，與溶酶體（動(dòng)物）或液泡（酵母和植物）融合后，其內(nèi)的物質(zhì)被降解后得以循環(huán)利用。下圖表示細(xì)胞內(nèi)自噬體的形成及溶酶體參與自噬的過(guò)程。

細(xì)胞自噬過(guò)程受到自噬相關(guān)基因調(diào)控， 但是這些基因的表達(dá)過(guò)度上調(diào)會(huì)導(dǎo)致自噬異常激活， 最終引起“自噬性細(xì)胞死亡”。細(xì)胞自噬在細(xì)胞廢物清除、結(jié)構(gòu)重建、生長(zhǎng)發(fā)育中起重要作用， 而自噬功能紊亂則會(huì)導(dǎo)致腫瘤發(fā)生、神經(jīng)退行性疾病和微生物感染等問(wèn)題。

在機(jī)體腫瘤發(fā)生早期， 細(xì)胞自噬促進(jìn)癌細(xì)胞發(fā)生凋亡以抑制腫瘤發(fā)生；而在腫瘤發(fā)生晚期，惡性腫瘤增殖達(dá)到相當(dāng)數(shù)量時(shí)， 腫瘤細(xì)胞要借助細(xì)胞自噬作用對(duì)抗?fàn)I養(yǎng)缺乏和缺氧以及放射造成的損傷。腫瘤細(xì)胞抑癌基因DNA甲基化（有多個(gè)堿基上連接甲基基團(tuán)）可能具有調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬的作用。

NOR1是一種抑癌基因，鼻咽癌細(xì)胞中NOR1的啟動(dòng)子呈高度甲基化狀態(tài)，導(dǎo)致NOR1蛋白含量很低。當(dāng)用DNA甲基抑制劑處理鼻咽癌細(xì)胞后，NOR1表達(dá)得到恢復(fù)，抑制了自噬體囊泡的形成， 癌細(xì)胞的自噬作用受到抑制， 能量代謝和細(xì)胞活性下降，癌細(xì)胞的增殖和生存能力降低。

抑癌基因PCDH17在胃和結(jié)腸直腸細(xì)胞中表達(dá)正常， 而在胃癌和結(jié)腸直腸癌細(xì)胞中高度甲基化而近乎沉默。研究表明，PCDH17低表達(dá)與其基因甲基化及蛋白乙�；�有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞中PCDH17基因過(guò)量表達(dá)后，多個(gè)自噬相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞自噬作用增強(qiáng)，癌細(xì)胞中發(fā)生自噬性細(xì)胞死亡的比例上升，從而達(dá)到抑癌效果。

（1）圖示細(xì)胞自噬過(guò)程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜由于具有____________的特點(diǎn)，可將損傷的細(xì)胞器包裹成自噬體。自噬體與溶酶體融合后，其內(nèi)的多種____________將損傷細(xì)胞器降解以循環(huán)利用。

（2）分析文中“鼻咽癌細(xì)胞中NOR1的啟動(dòng)子呈高度甲基化狀態(tài)，導(dǎo)致NOR1蛋白含量很低”的原因是_______________。

（3）結(jié)合文中信息，簡(jiǎn)要說(shuō)明抑癌基因NOR1和PCDH17抑制細(xì)胞癌變的作用機(jī)制分別是______________、_______________。

（4）除文中提到的兩個(gè)抑癌基因的作用機(jī)制外，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，推測(cè)抑癌基因還可以通過(guò)調(diào)控哪些途徑達(dá)到抑制細(xì)胞癌變的作用_______________。（提出一點(diǎn)即可）

Answer 1

【答案】流動(dòng)性 水解酶 NOR1的啟動(dòng)子呈高度甲基化，導(dǎo)致RNA聚合酶難以啟動(dòng)NOR1基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而難以翻譯成NOR1蛋白，導(dǎo)致NOR1蛋白含量很低 阻斷癌細(xì)胞自噬 促進(jìn)細(xì)胞自噬引發(fā)細(xì)胞死亡 細(xì)胞周期中修復(fù)受損基因（或DNA錯(cuò)配修復(fù)）；促進(jìn)細(xì)胞的分化與衰老；抑制細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄等（合理即可）

【解析】

1.溶酶體：“消化車(chē)間”，內(nèi)含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并且殺死侵入細(xì)胞的病毒和細(xì)菌。

2.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性；功能特性是選擇透過(guò)性。

（1）圖示細(xì)胞自噬過(guò)程中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜由于具有一定的流動(dòng)性的特點(diǎn)，可將損傷的細(xì)胞器包裹成自噬體。自噬體與溶酶體融合后，其內(nèi)的多種水解酶將損傷細(xì)胞器降解以循環(huán)利用。

（2）分析文中“鼻咽癌細(xì)胞中NOR1的啟動(dòng)子呈高度甲基化狀態(tài)，導(dǎo)致NOR1蛋白含量很低”的原因是NOR1的啟動(dòng)子呈高度甲基化，導(dǎo)致RNA聚合酶難以啟動(dòng)NOR1基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而難以翻譯成NOR1蛋白，導(dǎo)致NOR1蛋白含量很低。

（3）抑癌基因NOR1的啟動(dòng)子呈高度甲基化狀態(tài)，導(dǎo)致NOR1蛋白含量很低。當(dāng)用DNA甲基抑制劑處理鼻咽癌細(xì)胞后，NOR1表達(dá)得到恢復(fù)，抑制了自噬體囊泡的形成，癌細(xì)胞的自噬作用受到抑制，能量代謝和細(xì)胞活性下降，癌細(xì)胞的增殖和生存能力降低。NOR1的作用是阻斷癌細(xì)胞自噬。PCDH17低表達(dá)與其基因甲基化及蛋白乙�；�有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞中PCDH17基因過(guò)量表達(dá)后，多個(gè)自噬相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞自噬作用增強(qiáng)，癌細(xì)胞中發(fā)生自噬性細(xì)胞死亡的比例上升，從而達(dá)到抑癌效果。PCDH17的作用是促進(jìn)細(xì)胞自噬引發(fā)細(xì)胞死亡。

（4）除文中提到的兩個(gè)抑癌基因的作用機(jī)制外，抑癌基因還可以通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期中修復(fù)受損基因（或DNA錯(cuò)配修復(fù)）；促進(jìn)細(xì)胞的分化與衰老；抑制細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄等途徑達(dá)到抑制細(xì)胞癌變的作用細(xì)胞。