Cre-Loxp系统Cre(Cyclization Recombination Enzyme)是由大肠杆菌噬菌体P1编码的Cre基因编码,343个氨基酸组成的38 kd的蛋白质。Cre不仅具有催化活性,而且与限制酶相似,能够特异性识别loxP位点。
LoxP(locus of X-overP1)位点长为34 bp,包括两个13 bp的反向重复序列和一个8 bp的间隔区域。其中,反向重复序列是Cre重组酶的特异识别位点,而间隔区域决定了loxP位点的方向。
Cre-loxp重组系统诱导基因重组的方式Cre-loxP是一种位点特异的基因重组技术,被广泛应用于特异位点的基因敲除、基因插入、基因翻转和基因易位。Cre重组酶识别特异的DNA 序列,即loxP位点,使两个loxP位点间发生基因重组,重组的结果取决于两个loxP位点的方向。
主要存在几下几种重组方式:
①两个loxP位点位于同一条DNA链上且方向相同,Cre重组酶敲除loxP间的序列;
②两个loxP位点位于同一条DNA链上且方向相反,Cre重组酶诱导loxP间的序列翻转;
③两个loxP位点位于不同的DNA链或染色体上,Cre重组酶诱导两条DNA链发生交换或染色体易位;
④四个loxP位点分别位于两条DNA链或染色体上,Cre重组酶诱导loxP间的序列互换。
Cre-loxp重组系统的优势①时空特异性,特定启动子或调控基因;
②高效性,不受靶基因大小和位置的影响;
③准确性,动物模型中未见非特异重组;
④快速性,受精卵分裂前。
Cre-loxp重组系统的应用应用Cre-loxP重组系统较为常见的形式是两种转基因动物的杂交。一般的策略为:
①利用原核注射的方法获得转基因“Cre小鼠”,一般利用特定启动子控制此小鼠的Cre重组酶的表达;
②通过置换型载体的同源重组,在胚胎干细胞中向靶位点引入选择标记基因,并在其两侧引入两个loxP位点,要求两条同源染色体都带有loxP位点,且不能干扰靶基因的转录。将此胚胎干细胞注入假孕母鼠中,发育成“floxed小鼠”;
③“Cre小鼠”与“floxed小鼠”交配,产生的后代体内,Cre重组酶会与loxP位点发生作用,导致基因重组。
病毒依赖的Cre-loxp系统通过病毒引入Cre或loxP元件,结合转基因鼠是最常用的方式。相比于Cre-loxp转基因动物杂交,病毒依赖的基因重组有以下优点:
①更强的区域特异性:由于病毒可以通过局部注射的方式保证区域特异性感染,再加上驱动Cre基因的特异性启动子,能够实现更强的区域和细胞特异性;
②费用更低:购买转基因动物的费用一般是比较昂贵的,而且转基因动物的饲养、基因型鉴定都需要消耗人力、物力,而病毒的制备、保存和注射所需的费用相对来说较少;
③更短的实验周期:一般AAV的表达时间是3-4周,而转基因小鼠的交配、筛选过程耗时长,因此采用注射病毒到转基因小鼠体内的方式,可以大量缩短实验周期。
相关AAV产品列表布林凯斯可以提供Cre-loxp系统控制的多种工具病毒载体