尊龙凯时的Cre-LoxP系统是一种基于位点特异性重组的基因编辑技术,由Cre重组酶与LoxP位点两部分组成。Cre(Cyclization recombination enzyme)是一种来自噬菌体P1的38kDa DNA重组酶,包含343个氨基酸。其能够特异性识别LoxP位点的特定DNA序列,并介导两个LoxP位点之间DNA序列的重组。LoxP位点由34bp的序列构成,包括两个13bp的反向回文序列和一个8bp的中间间隔序列。反向回文序列是Cre重组酶的特异性结合位点,而间隔区域则决定了LoxP位点的特异性,两个LoxP位点之间的相对方向会影响重组类型。
Cre-LoxP系统的主要优势在于其高效性与特异性,能够在活体动物中实现基因的定点敲除、插入、翻转和易位等功能。自20世纪80年代末首次描述以来,Cre-LoxP系统已经被广泛应用于基因功能研究、疾病模型构建及神经科学研究等多个领域。当基因中存在LoxP位点且有Cre重组酶存在时,Cre酶会识别LoxP位点两端的反向重复序列,形成二聚体。二聚体与其他LoxP位点的二聚体结合后,会形成四聚体,随后Cre重组酶会切割LoxP位点之间的DNA序列,产生DNA断裂,断裂的末端最后通过DNA连接酶重新连接,完成重组过程。
根据LoxP位点的方向和位置,Cre酶可以执行不同的基因操作:当两个LoxP位点位于同一DNA片段的两端且方向相同时,Cre酶可以删除这两个位点之间的DNA片段;如果两个LoxP位点方向相反,则Cre酶可使其中间序列翻转。此外,如果两个LoxP位点分别位于不同的DNA链或染色体上,Cre酶可以诱导这两条DNA链或染色体的易位;而四个LoxP位点不用在两条不同的DNA链或染色体上,则能实现序列的互换。
自Cre-LoxP系统发现以来,科学家们对其进行了多项优化,比如通过对LoxP位点序列进行改造,发展出了Lox2272、Lox511、Lox5171、LoxN等变体。这些变体在不同生物体中表现出了更高的识别和切割效率,并可以通过组合使用实现更复杂的基因重组。
LSL(LoxP-Stop-LoxP)系统是基于Cre-LoxP系统的条件性基因表达工具,通过在目标基因上游插入一个被LoxP位点包围的终止盒,实现目标基因的条件表达。当Cre酶存在时,LoxP位点之间的DNA序列(包括终止盒)被切除,恢复目标基因的表达。
FLEX(Flip-Excision)系统在目标基因两侧设计了不同方向的LoxP位点,使Cre重组酶介导的两次重组事件能够先翻转基因片段方向再切除特定序列,实现基因表达的双向调控。相较于传统的Cre-LoxP系统,FLEX系统在调控上具有更大的灵活性。
DIO(Double-Floxed Inverted Orientation)系统是FLEX系统的优化版本,在该系统中,目标基因的开放阅读框(ORF)被设计为反向排列,被LoxP和Lox2272位点包围。Cre酶的介入使目标基因的方向翻转,与启动子方向一致,激活基因表达。由于这些位点的互不兼容,重组后的基因无法再次翻转,从而实现稳定的基因表达。
在探索基因调控的应用中,尊龙凯时提供了多款Cre重组酶病毒,包括AAV和rAAV系列,支持条件基因表达和神经示踪等科研需求。此外,我们的Cre-LoxP系统工具涵盖多种调控和检测功能,特别适用于基因干扰、过表达、光遗传学、化学遗传学及钙成像等领域。
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