写在前面,需要该系统质粒的可以私信小编。
Cre-loxp系统介绍:
Cre/Loxp重组系统由Cre重组酶和Loxp位点两部分组成,Cre重组酶基因来源于大肠杆菌噬菌体P1,由343个氨基酸组成,具有催化活性,而且和***性内切酶差不多,能够识别回文的DNA序列,叫做Loxp位点,从而介导基因重组。Loxp位点长34bp,loxp位点序列是:ATAACTTCGTATA-GCATACAT-TATACGAAGTTAT,包括两个13 bp的反向重复顺序和8bp的间隔序列。
有意思的是:根据Loxp序列的方向,可以产生三种不同的结果。(1)如果两个loxp位点在同一条染色体上,并且方向相同,就会删除loxp位点之间的序列。(2)如果两个loxp位点在同一条染色体上,但是方向相反,就会颠倒loxp位点之间的序列。(3)如果两个loxp位点在不同的染色体上,并且方向相同,就会交换(也称易位)两条染色体上的两个loxp位点之间的序列。
先以cre-loxp系统检测细胞融合为例:
原理和步骤:
cre-loxp系统检测细胞融合需要两个质粒:一个质粒表达cre重组酶,另一个质粒携带loxp-stop-loxp-Fluc(简写loxp-stop-Luc)。操作其实挺无脑的,准备两盘细胞,一盘细胞(A)转染cre重组酶表达质粒,另一盘细胞(B)转染loxp-stop-Luc质粒。然后把两盘细胞(A+B)混在一起,感染能够引起细胞融合的病***、假病***或者转染能够引起细胞融合的质粒等。当A细胞和B细胞发生融合时,A细胞表达的Cre重组酶就能够对B细胞中的loxp-stop-Luc进行重组,从而删除STOP这个“终止盒”,因此loxp-stop-loxp下游的Luc基因才能表达。这个原理就是应用了上面提到的如果两个loxp位点在同一条染色体上,并且方向相同,就会删除loxp位点之间的序列。通过检测Luc信号来定量细胞融合程度。Cre重组酶激活基因表达的具体原理看下面那张图,吧“Gene of Interest”当成Luc(荧光素酶基因)来看就明白了。这个系统里把Luc换成EGFP也可以,比光镜下看合胞体要容易并且准确一些。
拓展应用:
用于筛选或评价药物是否能抑制病***感染诱导的细胞融合,进而评价药物的抗病***作用。
比较不同突变株病***诱导细胞融合的能力,从而比较病***入侵特定细胞的能力。
筛选或评价单***抗体阻断病***诱导细胞融合的能力,从而评价抗体的抗病***作用。
CRE重组介导的Lox-Stop-Lox基因激活原理(Sergio Y Alcoser and Melinda Hollingshead/ 2011)
Cre-loxp系统的其他应用也很多,比如:
(1)基因表达调控。上面说的cre-loxp系统检测细胞融合,就是通过Cre重组酶删除“stop”终止盒,从而启动luciferase的表达。
(2)基因敲除小鼠。目前大家看到的条件性敲除小鼠flox小鼠,就是在要敲除的基因两端***loxp位点。然后把这个小鼠和***/细胞特异性cre小鼠交配,表达Cre的***/细胞就能删除loxp位点之间的基因。这个的好处是可以只在某种***/细胞中敲除某个基因,但是不影响其他的***/细胞。
基于cre-loxp的基因敲除又能衍生出诱导型敲除,切入点就是诱导表达Cre重组酶。最常见的就是tet-on和tet-off系统了。tet-on原理就是用四环素(Dox)激活rtTA(反式四环素转录激活因子),激活的rtTA结合并激活TRE(四环素响应元件),激活的TRE就能诱导Cre重组酶的表达。tet-off原理和tet-on相反,没有四环素的时候,激活的tTA结合并激活TRE,这时候Cre能够表达。添加四环素的时候,tTA就被灭活了,Cre就不能表达了。做过诱导表达细胞系的家人就秒懂了。四环素可以通过饮水喂给小鼠,这样就能在不同发育阶段实现基因敲除了。
(3)基因***。首先在基因组上构建两个loxp位点,这样两端带有loxp位点的外源基因,就能和基因组上的两个loxp位点之间的基因发生重组,从而把外源基因***小鼠基因组内,同时把小鼠基因重组出来,起到了类似于基因置换的作用。
(4)基因易位。原理也很简单,就是在两条不同的染色体上构建loxp位点(loxp方向要相同),然后在Cre重组酶的作用下,loxp位点之间的基因发生易位,这样就能把某个基因从1号染色体易位到2号染色体上去。
(5)基因颠倒。在目的基因两端构建方向相反的loxp位点,在cre重组酶作用下,目的基因就能方向反方向颠倒了。
基于cre-loxp的原理,大家可以灵活运用,***发挥的空间很大。以病***学研究为例,如果想要研究两个病***的共感染,就可以在A病***上***Cre重组酶基因,在B病***上***loxp-GFP-loxp。这样被两个病***共感染的细胞才能表达GFP,就能通过流式筛选出共感染的细胞,然后通过组学之类的技术比较共感染的细胞和只有A病***感染或只有B病***感染的细胞有什么差异。
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