Cre-loxP重组酶系统应用全攻略

Cre-loxP重组酶系统应用全攻略

Cre-loxP重组酶系统

Cre-loxP系统是一种重组酶系统，能在DNA特定位点上执行删除、插入、易位及倒位，是一种广泛应用的基因编辑工具，可以达到在基因水平上对生物体进行定向遗传改造的目的，在真核和原核系统中均适用。

Cre重组酶（Cyclization Recombination Enzyme）

是由大肠杆菌噬菌体P1的Cre基因编码，全长1029bp（EMBL数据库登录号X03453），编码由343个氨基酸组成的38kDa蛋白。Cre重组酶是一种位点特异性的DNA重组酶，能特异识别loxp位点，介导loxp位点间的序列删除或重组。

loxP位点

locus of X-over P1来源于噬菌体P1，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间隔区组成。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。其序列如下：

ATAACTTCGTATA - NNNTANNN - TATACGAAGTTAT

（N 表示碱基可能发生变化）

Cre-loxP系统作用方式

Cre重组酶介导两个LoxP位点间的重组是一个动态、可逆的过程，可以分成三种情况：

1、如果两个LoxP位点位于一条DNA链上，但方向相反，Cre重组酶能导致两个LoxP位点间的序列翻转；

2、如果两个LoxP位点位于一条DNA链上，并且方向相同，Cre重组酶能有效切除两个LoxP位点间的序列；

3、如果两个LoxP位点分别位于两条不同的DNA链或染色体上，Cre酶能介导两条DNA链的交换或染色体易位。

图1.Cre-loxP诱导基因重组的方式

另外，Cre不仅可以识别LoxP的2个13bp的反向重复序列和8bp的间隔区域，而且当一个13bp的反向重复序列或者8bp的间隔区发生改变时仍能识别并发生重组。利用这一特点，人们在构建载体时可以根据需要改造LoxP位点序列，以用于特定的基因突变或修复，增加了该系统的应用范围。

Cre-loxP重组系统在转基因中的应用

Cre-loxP重组系统的优势，主要体现在：时空特异、高效性、准确性、快速性。由于Cre-loxP重组系统的高效简单的作用方式，它已成为体内外DNA重组的有力工具。

图2.Cre-loxP重组系统在转基因中的应用

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。

（1） 通过转基因动物办法获得一只“Cre小鼠”或“floxed小鼠”；

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

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