分科測驗
110年
生物
第 38 題
📖 題組：
免疫系統會積極抵抗微生物的感染，同時又允許大量共生菌群長期定居在腸道。科學家研究健康人腸道時，發現在糞便中活的共生菌都是和免疫球蛋白A（IgA）結合的複合體。因此，IgA和共生菌如何交互作用使細菌在腸道形成穩定菌落，是近年來熱門的研究議題。 脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）是人類腸道優勢菌，科學家發現此菌有一基因座（genetic locus），稱之為共生定殖因子（commensal colonization factors；ccfABCDE），形成下述的CCF系統，此系統除了可誘發人體產生能與共生菌結合的特異性IgA，亦可調節菌體表面構型，使IgA經由特異性免疫辨識與之結合，進而促進細菌黏附和定殖在腸黏膜上。科學家研究菌體表面構型改變的分子機制時，發現CCF系統所調控的基因，是與脆弱擬桿菌莢膜聚醣（polysaccharide;PS）的合成與利用的基因座群（loci）有關。若$ccfABCDE$基因座有缺失（$\Delta ccf$；$\Delta$指基因表現缺失）時，則突變菌株菌體的莢膜層厚度較野生型菌株（WT）薄外，也發現此突變株莢膜的聚醣C（PSC）下降，而聚醣A（PSA）增加。若將PSC合成缺失（$\Delta PSC$）的脆弱擬桿菌突變株殖入小鼠，發現此突變株在直腸黏膜定殖菌落量比野生型菌株有顯著下降的趨勢；反之若將$\Delta PSA$殖入小鼠，則其定殖菌落量和野生型菌株相近。以上研究顯示脆弱擬桿菌和其他共生菌株同樣需要IgA的反應，排斥外來的競爭者並使共生菌穩定定殖在腸黏膜特定棲所。因此，IgA除了具有清除病原體的作用之外，也可強化宿主-微生菌共生的作用。
免疫系統會積極抵抗微生物的感染，同時又允許大量共生菌群長期定居在腸道。科學家研究健康人腸道時，發現在糞便中活的共生菌都是和免疫球蛋白A（IgA）結合的複合體。因此，IgA和共生菌如何交互作用使細菌在腸道形成穩定菌落，是近年來熱門的研究議題。 脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）是人類腸道優勢菌，科學家發現此菌有一基因座（genetic locus），稱之為共生定殖因子（commensal colonization factors；ccfABCDE），形成下述的CCF系統，此系統除了可誘發人體產生能與共生菌結合的特異性IgA，亦可調節菌體表面構型，使IgA經由特異性免疫辨識與之結合，進而促進細菌黏附和定殖在腸黏膜上。科學家研究菌體表面構型改變的分子機制時，發現CCF系統所調控的基因，是與脆弱擬桿菌莢膜聚醣（polysaccharide;PS）的合成與利用的基因座群（loci）有關。若$ccfABCDE$基因座有缺失（$\Delta ccf$；$\Delta$指基因表現缺失）時，則突變菌株菌體的莢膜層厚度較野生型菌株（WT）薄外，也發現此突變株莢膜的聚醣C（PSC）下降，而聚醣A（PSA）增加。若將PSC合成缺失（$\Delta PSC$）的脆弱擬桿菌突變株殖入小鼠，發現此突變株在直腸黏膜定殖菌落量比野生型菌株有顯著下降的趨勢；反之若將$\Delta PSA$殖入小鼠，則其定殖菌落量和野生型菌株相近。以上研究顯示脆弱擬桿菌和其他共生菌株同樣需要IgA的反應，排斥外來的競爭者並使共生菌穩定定殖在腸黏膜特定棲所。因此，IgA除了具有清除病原體的作用之外，也可強化宿主-微生菌共生的作用。
下列為脆弱擬桿菌野生株和三種突變株在小鼠直腸黏膜定殖菌落量的統計圖，何者較接近本文的分析結果？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
請試著在文章最後一段找找看，這三種突變株（$\Delta ccf$、$\Delta PSA$、$\Delta PSC$）殖入小鼠後，各自對應的定殖量變化為何？特別是 $\Delta ccf$ 突變會造成聚醣C（PSC）下降，這會如何連帶影響它在直腸黏膜的定殖量表現呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你精準捕捉到文章中的關鍵變因，順利選出正確的統計圖！這類圖表判讀題，正是考驗我們將文字邏輯轉換為圖像資訊的能力。
基因表現缺失與定殖量的推導
根據文章，我們可以先抓出直接線索：當 $\Delta PSA$ 殖入小鼠時，定殖量與野生型（WT）相近，因此長條圖高度應與 WT 差不多；而 $\Delta PSC$ 殖入時，定殖量則顯著下降。接著分析 $\Delta ccf$ 突變株，文章提到它會使「聚醣C（PSC）下降」，既然缺乏 PSC 會讓定殖量變差，我們就能合理推知 $\Delta ccf$ 的定殖量同樣會跟著下降。綜合以上條件，只有選項 (C) 完全符合「WT 與 $\Delta PSA$ 較高，而 $\Delta ccf$ 與 $\Delta PSC$ 較低」的相對趨勢。
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