Cre-loxP重組酶系統(tǒng)應(yīng)用全攻略

Cre-loxP重組酶系統(tǒng)

Cre-loxP系統(tǒng)是一種重組酶系統(tǒng)，能在DNA特定位點上執(zhí)行刪除、插入、易位及倒位，是一種廣泛應(yīng)用的基因編輯工具，可以達到在基因水平上對生物體進行定向遺傳改造的目的，在真核和原核系統(tǒng)中均適用。

Cre重組酶（Cyclization Recombination Enzyme）

是由大腸桿菌噬菌體P1的Cre基因編碼，全長1029bp（EMBL數(shù)據(jù)庫登錄號X03453），編碼由343個氨基酸組成的38kDa蛋白。Cre重組酶是一種位點特異性的DNA重組酶，能特異識別loxp位點，介導(dǎo)loxp位點間的序列刪除或重組。

loxP位點

locus of X-over P1來源于噬菌體P1，是一段長度為34bp的DNA序列，包括兩個13bp的反向重復(fù)序列和一個不對稱的8bp間隔區(qū)組成。反向重復(fù)序列是Cre重組酶的特異識別位點，而間隔區(qū)域決定了loxP位點的方向。其序列如下：

ATAACTTCGTATA - NNNTANNN - TATACGAAGTTAT

（N 表示堿基可能發(fā)生變化）

Cre-loxP系統(tǒng)作用方式

Cre重組酶介導(dǎo)兩個LoxP位點間的重組是一個動態(tài)、可逆的過程，可以分成三種情況：

1、如果兩個LoxP位點位于一條DNA鏈上，但方向相反，Cre重組酶能導(dǎo)致兩個LoxP位點間的序列翻轉(zhuǎn)；

2、如果兩個LoxP位點位于一條DNA鏈上，并且方向相同，Cre重組酶能有效切除兩個LoxP位點間的序列；

3、如果兩個LoxP位點分別位于兩條不同的DNA鏈或染色體上，Cre酶能介導(dǎo)兩條DNA鏈的交換或染色體易位。

圖1.Cre-loxP誘導(dǎo)基因重組的方式

另外，Cre不僅可以識別LoxP的2個13bp的反向重復(fù)序列和8bp的間隔區(qū)域，而且當一個13bp的反向重復(fù)序列或者8bp的間隔區(qū)發(fā)生改變時仍能識別并發(fā)生重組。利用這一特點，人們在構(gòu)建載體時可以根據(jù)需要改造LoxP位點序列，以用于特定的基因突變或修復(fù)，增加了該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

Cre-loxP重組系統(tǒng)在轉(zhuǎn)基因中的應(yīng)用

Cre-loxP重組系統(tǒng)的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：時空特異、高效性、準確性、快速性。由于Cre-loxP重組系統(tǒng)的高效簡單的作用方式，它已成為體內(nèi)外DNA重組的有力工具。

圖2.Cre-loxP重組系統(tǒng)在轉(zhuǎn)基因中的應(yīng)用

應(yīng)用Cre-loxP重組系統(tǒng)較為常見的形式是兩種轉(zhuǎn)基因動物的雜交。

（1） 通過轉(zhuǎn)基因動物辦法獲得一只“Cre小鼠”或“floxed小鼠”；

（2） 病毒注射“Cre小鼠”或“floxed小鼠”，引入loxP或Cre重組酶元件。

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