Cre-loxP系统介绍

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，在真核生物和原核生物中均有广泛应用。

Cre-loxP的基本原理

Cre蛋白是一种重组酶，于1981年从P1噬菌体中被发现。Cre重组酶基因编码区序列全长1029bp，编码38kDa蛋白质，Cre重组酶是由343个氨基酸组成的单体蛋白。

LoxP位点，位于P1噬菌体中的34bp序列，由两个13bp的反向回文序列和8bp的中间间隔序列共同组成，间隔序列决定loxP的方向。

Cre-loxP诱导基因重组的几种方式

当细胞基因组内存在两个loxP位点时，一旦有Cre重组酶出现，就会诱导两个loxP位点间的序列发生重组。重组的结果取决于两个loxP位点的方向，主要有以下几种可能：

1.  如果两个loxP位点位于一条DNA链上，且方向相同，Cre重组酶能有效地敲除两个loxP位点间的序列（下图左）；

2.  如果两个loxP位点位于一条DNA链上，但方向相反，Cre重组酶能诱导两个loxP位点间的序列翻转（下图中）；

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酶能诱导两条DNA链的交换或染色体易位（下图右）。

Cre-loxP系统的优点

在当今世界上，Cre-loxP系统是在神经系统中应用最广泛的条件性基因敲除工具，主要是因为该系统有如下优点：

1.  高效性：Cre重组酶与具有loxP位点的DNA片段形成复合物之后，可以提供足够的能力引发之后的DNA重组过程，重组过程简约高效；

2.  特异性强： loxP序列的唯一性，保证基因重组的特异性；

3.  可应用范围广：Cre重组酶是可以在生物体不同的组织、不同的生理条件下发挥作用；

4.  可由二型启动子启动表达：Cre重组酶的编码基因可由任何一种二型启动子驱动，由此保证Cre重组酶在生物体不同的细胞、组织、器官或者在不同的发育阶段或不同的生理条件下表达，从而实现较高的组织和细胞特异性。