Cre-loxp

Cre-loxP 系统是一种重组酶系统,源于P1噬菌体的一个DNA重组体系,该系统由组织特异性重组酶Cre和loxP位点组成,其中Cre重组酶是一种位点特异性的DNA重组酶,能特异性识别loxp位点并介导loxp位点间的序列删除或重组;loxP位点是一段长度为34bp的DNA序列,包括两个13bp的反向重复序列和一个不对称的8bp间隔区,其中反向重复序列是Cre重组酶的特异识别位点,而8bp的间隔区域决定了loxP位点的方向。


Cre-loxP 系统是一种被用作控制基因组DNA中位点特异性重组事件的遗传工具,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,可达到在基因水平上对生物体进行定向遗传改造的目的。该系统在真核生物和原核生物中均有广泛应用。

作用原理

一对loxp序列排列差异将导致不同结果,如基因敲除、基因倒位、基因易位等。

a. 敲除:若两个loxP位点位于同一条DNA链上,且方向相同,Cre重组酶可敲除loxP间的序列;

b. 倒位:若两个loxP位点位于同一条DNA链上,且方向相反,Cre重组酶诱导loxP间的序列倒位;

Cre-loxP诱导基因重组的方式


应用形式

当前,Cre/loxP系统主要有以转基因动物为载体和以病毒为载体两种形式。

a. 基于转基因动物的Cre/loxP基因操作。基因敲除:通过cre小鼠(一般使用组织特异性启动子表达cre重组酶)和含有loxp位点的floxed小鼠杂交,获得在特定组织或细胞中敲除靶基因的条件性敲除小鼠。基因激活:在两个同向的loxp位点之间加入终止信号,loxp位点后加入靶基因,floxed小鼠与cre鼠杂交后,cre重组酶将会切除终止信号和1个loxp位点,其loxp位点后面的靶基因就会被激活表达。然而基于转基因动物的Cre/loxP基因操作有一定局限性,如Cre和loxP转基因动物种类有限、制备耗时、成本高等。基于此,越来越多的科研工作者们选择使用病毒工具引入Cre或loxP元件。


b. 基于病毒在体注射的Cre/loxP基因敲除:使用病毒工具引入Cre或loxP元件,如将含有组织特异性启动子的Cre病毒注射到loxP转基因小鼠体内实现特定部位的靶基因敲除,这种方法可大大地缩短实验周期,使用特异性启动子驱动的cre重组酶表达结合定点注射的方法可实现更强的区域和组织特异性。


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