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Cre-loxP系统常用于条件性基因编辑（conditional gene editing）是一种在特定时间、空间或诱导条件下精确地调控基因表达或基因组编辑的技术。它使科学家能够精确地操纵基因，从而有很强针对性地研究基因的在不同生物过程中的功能，因而被广泛应用于生物学和医学研究中。

类似的系统还有：

'''Dre-rox'''：源自海洋细菌的D6噬菌体，Dre重组酶识别并诱导rox位点之间的重组。

'''FlpeR-FRT'''：源自酵母的Flp重组酶，识别并诱导FRT位点之间的重组。

'''Vika-vox'''：源自白喉毒素噬菌体Vika。Vika重组酶识别并诱导vox位点之间的重组。

这些系统的工作原理类似，但其识别位点不同，互相不发生交叉反应<ref>Karimova M, et al. (2018). A single reporter mouse line for Vika, Flp, Dre, and Cre-recombination. Sci Rep , 8(1):14453.</ref>)，可联合应用，进行更灵活多样的基因编辑

== '''Cre重组酶的定义''' ==
[[Cre重组酶]](Cyclization Recombination Enzyme, 即环化重组酶)，是细菌噬菌体P1的I型拓扑异构酶。其基因编码区序列全长1029bp，为38kDa大小的、由343个氨基酸组成的多肽单体蛋白。Cre重组酶的C-末端结构域包含催化活性位点，能够催化DNA分子中特定位点之间的重组。而且与限制酶相似，能识别特异的DNA序列，即loxP位点，使loxP位点间的基因序列被删除或重组<ref>Nagy, A. (2000). Cre recombinase: The universal reagent for genome tailoring. Genesis, 26(2), 99-109</ref>。

== '''LoxP序列的定义''' ==
[[LoxP序列]] (locus of X (cross)-over in P1)，是位于P1噬菌体中长度为34bp的一段序列，由两个13bp的反向回文序列和8bp的中间间隔序列共同组成，反向回文序列是Cre重组酶的识别和结合区域，间隔序列决定LoxP序列的方向。loxP有多种突变类型，多种突变类型之间不交叉识别。

 LoxP序列：ATAACTTCGTATA-NNNTANNN-TATACGAAGTTAT  （N 表示碱基可能发生变化）

 ATAACTTCGTATA-N<Cre结合位点>NNTANN<Cre结合位点>N-TATACGAAGTTAT

== '''Cre-loxP系统基因重组原理''' ==
一般而言，当细胞基因组内存在两个LoxP位点时，Cre重组酶会诱导两个LoxP位点间的序列发生重组。

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，重组的结果取决于两个loxP位点的方向，主要有以下情况：

=== 1. 删除（Deletion） ===

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

=== 2. 倒转（Inversion） ===

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位点间的序列倒转

=== 3. 易位（Translocation） ===

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，即基因转座

=== 4. 序列互换(Cassette exchange) ===

如果四个loxP位点分别位于两条不同的DNA链或染色体上，Cre重组酶能诱导loxP间的序列互换(cassette exchange)

== '''两种策略实现Cre依赖的基因表达''' ==

=== 1. DIO序列策略 ===

DIO序列策略的关键在于引入两对不同的lox位点：LoxP和Lox2272。在Cre酶的作用下，不论是识别LoxP还是Lox2272位点，第一步都可以实现目标基因的反转。反转会使两个loxP位点或者Lox2272位点变成同向。第二步在Cre酶的作用下，剪切删除一个LoxP位点和一个Lox2272位点，进而实现基因的稳定表达。

=== 2. LSL序列策略 ===
LSL序列策略是将LoxP和转录中止盒插入启动子和目的基因中间，构成转录“终止盒”(Lox-stop-Lox)，这个“终止盒”能够终止基因的转录。在没有Cre酶的作用下，转录终止盒下游靶基因完全不表达。但是如果细胞中有Cre酶，终止盒会被Cre酶切除，从而实现组织特异性的基因过表达。

== '''Cre-loxP系统的优点''' ==

=== 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；重组不受切除片段长短及位置影响，可以在活体动物体内实现，可随细胞分裂和动物传代稳定遗传。

=== 2. 特异性强 ===
loxP位点是一段含回文序列结构和中间有间隔的34bp元件，这种结构保证了loxP序列的唯一性，从而保证基因重组的特异性很强；在动物模型中至今未发现Loxp位点之外的非特异性重组，只在体外实验中有少量报道。

=== 3. 应用范围广 ===
Cre重组酶是一种比较稳定的蛋白质，可以在生物体不同的组织、不同的生理条件下发挥作用，所以说Cre-loxP系统的可应用范围非常广。

=== 4. 快速性 ===
动物实验已证实在受精卵分裂前的短时间内，Cre介导的特异性重组便会完成。

=== 5. 时空特异性 ===
如果将Cre结构基因置于某一特定启动子或其他调节基因控制之下，便会实现Cre酶蛋白在特定组织和特定时间的可控型表达，继而限定了重组发生的时空性。

①细胞类型特异启动子：aP2(脂防组织)、AQP2(肾脏集合管)、lck(胸腺细胞)、alphaA(眼晶状体)等；

②外源性化学物质调控启动子：干扰素反应Mxl启动子、他莫西酚依赖的雌激素突变体启动子。

== '''参考文献''' ==
<references />