科研小白学习笔记:Cre/Loxp条件敲除系统

因为马上要进组干活,最近一直在看文献,经常遇到使用cre/loxp技术进行条件敲除的文章,看的也是云里雾里,只知道它可以特异性的敲除某类组织内的目的基因。今天专门去查了很多资料,终于算是对cre/loxp技术有了一定了解,记录一下,欢迎大家批评指正!

1.“基因敲除”

利用基因同源重组进行基因敲除是上世纪八十年代问世的一种基因敲除方法,它基于同源重组的原理,将与细胞内靶基因特异片段同源的基因载体重组进ES细胞的基因组中,替换靶基因序列,从而达到基因敲除的目的。当然,因为动物细胞内发生染色体同源重组的频率并不高,所以后续还需要对es细胞进行筛选,筛选后将敲除成功的es细胞注入假孕小鼠囊胚,得到嵌合体小鼠后代,继续传代可以得到纯合子小鼠(一般>=2代)。

基于这一项技术,我们可以构建携带loxp序列的目的基因载体,替换靶基因序列,得到携带loxp序列的小鼠。之后再用同样的方法构建携带promoter-cre-er序列的小鼠(限制cre酶在特定组织内表达)。两类小鼠杂交,完成cre/loxp转基因小鼠模型的构建。

2.cre酶的“开关”

之所以要在cre序列后增加er序列,是为了实现cre酶表达的人为调控。

编辑后的cre酶将会携带雌激素结合域,并且该结合域经人为修饰后只能与tamaxifen结合。细胞内表达的cre酶由于er结构的存在,会与hsp90结合,导致无法进入细胞核内发挥作用。当人为施加tamoxifen后,tamoxifen与er结构结合,hsp90分离,cre酶得以进入细胞核识别并剪切loxp片段。

3.loxp序列

loxp序列由两部分组成(图1),是一段34bp的有向DNA序列

图1

对于基因上下游loxp序列方向的不同组合,cre酶会产生不同的作用结果(图2)


图2


来源:

【1】https://www.researchgate.net/figure/Mechanism-of-Cre-loxP-system-A-An-overview-of-Cre-loxP-system-38-kDa-Cre-recombinase_fig1_330386744

【2】https://zhuanlan.zhihu.com/p/140230189

【3】https://www.flashtherapeutics.com/flash-academy/blog/lentiflash-is-a-fast-and-safe-gene-editing-delivery-technology-for-cre-loxp-models-110

【4】https://www.jianshu.com/p/3003a29c404a

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