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Cre 小鼠

 勤劳的bee 2022-10-24 发布于广西
随着基因工程技术的发展以及基因编辑技术的成熟,越来越多的科研人员使用基因编辑的小鼠模型来研究基因表达、遗传疾病以及临床实验前的药效测试等。然而,在一些研究中,科研人员只需要对某一时期针对某一特定基因进行研究,它需要满足可以在特定组织或特定生命周期中目的基因表达的条件,而这种条件性小鼠模型叫做 Cre 工具鼠。

Cre 鼠的构建最有效的方法之一是通过 Cre-Loxp 重组酶系统实现的,特定的 Cre 工具鼠可以在某组织特异性基因启动子调控下表达组织特异性 Cre 重组酶。

Cre-loxp 重组系统
Cre-loxp 重组酶系统,由 Cre 重组酶和 loxp 位点两部分组成。具体实现方式是通过对一段特定的 DNA 序列进行定位并且利用 Cre 重组酶对其剪接,运用该系统可针对特定细胞或组织进行「基因改造」。


Cre-loxp 重组酶系统的作用方式
Cre 重组酶识别 loxP 位点两端的反向重复序列并结合形成二聚体,然后此二聚体与另一个 loxP 位点上的二聚体结合形成一个四聚体。LoxP 位点是有方向性的,四聚体连接的两个位点在方向上是平行的。然后两个 loxP 位点间的 DNA 序列被 Cre 重组酶切断。接着,DNA 连接酶快速高效地将这些链连接起来。重组的结果取决于 loxP 位点的位置和方向。

Cre 工具鼠的构建
目前有四种常见 Cre 鼠的构建策略,每种方法各有其优点和不足,选择哪种方法根据科研目的和实际情况而定,下面为大家简单介绍下这几种模型。

质粒表达载体 Cre 鼠模型:通过受精卵原核注射的方法,获得 Cre 随机插入基因组的转基因小鼠。

定点敲入 Cre 鼠模型:利用 CRISPR/Cas 技术将 Cre 基因定点敲入相关内源基因位点,依靠内源性基因调控序列确定 Cre 表达特征。

BAC 转基因 Cre 鼠模型:将 Cre 基因先敲入至 BAC 克隆的特定基因调控元件序列后,构建 BAC 克隆载体,并将此 BAC 载体进行受精卵原核注射法,构建 BAC 转基因 Cre 小鼠模型。虽然该转基因技术也是随机整合插入,但其具有降低了质粒 DNA 随机插入引起的位置效应影响,避免了 Cre 基因 5』端敲入可能引起的杂合缺失有表型等方面的优势。

安全位点敲入 Cre 小鼠模型:目前的 Cre 小鼠模型构建策略。为了避免基因随机插入可能导致诸多不利因素影响(比如表达位置影响作用及插入突变等),通过将 Cre 定点敲入到所谓的「安全」 位点,比如 Rosa26、Hprt 和 Hipp 11 等位点。其中以 Rosa26 位点最为常用。


Cre 工具鼠的种类及应用
Cre 工具鼠主要分为 3 类:全身性 Cre、组织特异性 Cre 和配体或药物诱导 Cre。

全身性 Cre:通过诱导剂来调节驱动 Cre 重组酶的启动子活性。例如 CAG/CMV-cre 等

组织特异性 Cre:由组织特异性启动子表达,一般需要两种转基因小鼠交配使用。例如 Alb-Cre、Lyz2-Cre 等。

配体或药物诱导 Cre:通过将 Cre 重组酶与激素受体的配体结合域(ligand-bindingdomain,LBD)相融合,形成定位于胞浆的融合蛋白,只有在激素诱导后,融合的 Cre 蛋白才会通过构象变化从锚定蛋白 HSP90 上解离下来,进入细胞核,识别 loxP 位点并发生重组。例如:雌激素诱导型。

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