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点特异性重组系统，包括Cre-LoxP系统和 FLP-FRT系统，迄今为止最广泛使用的方法是Cre/ LoxP介导的点特异重组系统。 在20世纪80年代发现的Cre/LoxP点特异性重组已经被成功运用于酵母、植物、培养的哺乳细胞和小鼠。Cre(causes recombination)是从噬菌体 P1分离的一种38kDa的重组酶，识别LoxP位点(图3-3)。LoxP[locus of crossing(x)over,P1]元件是一段长34bp的序列，它由两端各13bp的回文序列和中央8bp的非对称序列组成，所以LoxP位点是有方向性的。Cre重组酶可以介导两个LoxP元件间的重组反应，每个重复序列可结合一个Cre分子，重组发生在间隔区。两个LoxP元件可以位于相同或不同的DNA链。如果同一条DNA链上的两个LoxP元件方向相同，Cre酶会介导LoxP间的 DNA序列切除并环化，原序列中只留下一个LoxP元件，另一个LoxP位点序列随着重组进入环化的切除序列中；环化的DNA序列没有DNA复制序列和着丝粒，会随着细胞分裂而丢失。如果两个元件方向不同，Cre酶会介导LoxP元件间DNA序列倒置(reversion)，发生方向性的改变。如果两个LoxP元件位于不同的DNA链上，那么Cre酶会介导不同DNA链之间发生链间重组或转位，从而引起大片段互换。Cre酶介导的重组反应也是具有双向性的，如切除的环化DNA也有可能重组回到DNA链中，不过，由于动力学原因，Cre酶重组更加趋向于切除而不是插入。
图3-3 Cre-LoxP系统示意图 Cre-LoxP可以用来控制转基因的表达。首先在启动子和被调控的转基因之间插入前后有2个 LoxP位点的翻译停止序列(LoxP-Stop-LoxP)(Stop sequence，或Stop盒)(图3-4)。Stop盒里的翻译终止表达序列阻止转基因的表达；在有Cre酶活性时，切除LoxP之间的终止表达序列，使转基因得以翻译表达，从而打开沉默的转基因。
图3-4 Cre-LoxP控制转基因的表达示意图 用细胞类型特异性启动子控制Cre的表达，可以使Cre重组酶在特定发育阶段或在一个特定的生理情况下被激活。已构建大量的组织特异性Cre小鼠，可通过Cre小鼠库查找。例如，在神经系统中，在神经上皮细胞(包括胶质)和神经祖细胞上表达的神经巢蛋白基因(nestin)已被广泛用于生产全部神经系统的基因敲除小鼠；巢蛋白基因的第二个内含子里有两个增强子，中脑特异性增强子和泛中枢神经系统增强子，可使Cre在中枢神经细胞特异性表达。钙调蛋白激酶二钙启动子在前脑神经元(包括大脑皮层和海马)表达Cre，也被经常用来在前脑产生基因失活。 酿酒酵母存在类似的点特异性重组系统Flp/ FRT，已被用于产生诱导性的转基因模型。Flp(flippase)翻转酶识别34bp的翻转酶识别靶序列(flippase recognition target, FRT)。Flp和Cre可以一起结合使用，例如，用Flp/FRT在ES细胞阶段去除筛选标记基因，然后在体内用Cre产生基因敲除。 Cre-ER系统：一种雌激素受体(estrogen receptor, ER)的突变体失去了结合内源性雌激素的能力，但依然能够与雌激素的拮抗剂他莫昔芬结合。Cre与雌激素受体的突变体基因融合构成ER-Cre融合蛋白；没有诱导时，融合蛋白质Cre游离于细胞质中，与热休克蛋白(hsp90)形成复合物，没有活性。配体他莫昔芬的结合破坏了ER-Cre与hsp90相互作用，导致Cre迁移到细胞核内，切除两侧附LoxP位点的目标DNA靶序列。尽管他莫昔芬系统以严密的基因调控著称，但基因切除不是在所有组织器官中有效的。在小鼠的基因调控中，诱导基因表达 Cre重组酶介导的基因调控方法是一个高度灵敏的系统。然而，Cre重组酶介导的基因切除是一次性、不可逆的。 工具小鼠：利用各种通用或组织特异性启动子和各种诱导性基因表达系统(Cre-LoxP或Tet- On/Tet-Off)表达重要的研究用蛋白质，如EGFP、 Cre/FLP重组酶，建立了许多重要的转基因工具小鼠。Jackson实验室等机构搜集这些小鼠，建立了 EGFP、Cre、lucifersse和Tet工具鼠库。
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