小鼠和大鼠可谓是生命科学实验室里的明星,成功的小鼠和大鼠模型可谓是生命科学的好帮手.很多人可能想自己设计或是了解条件性基因敲除小鼠,在此做个小结,供大家参考.
条件性基因敲除小鼠的设计利用了Cre/LoxP或Flipe/Frt原理.它们都是位点特异性重组酶系统.这里以Cre/LoxP系统为例.比如在待敲除的一段目标DNA序列的两端各放置一个loxP序列,得到flox(flanked by loxP)小鼠.将flox小鼠与带有细胞特异性表达Cre的小鼠交配繁殖,以获得在特定细胞里把目标基因敲除掉的小鼠,即条件性基因敲除小鼠.此外,若与控制Cre表达的其他诱导系统(比如CreERT2)相结合,还可以对某一基因同时实现时空两方面的调控.
Cre/loxP系统来源于噬菌体,可以介导位点特异的DNA重组.该系统含有两个组成成分：一个是一段长34bp的DNA序列(LoxP序列),含有两个13 bp的反向重复序列和一个8 bp的核心序列.LoxP的方向由中间这8个碱基决定.这段LoxP序列是Cre重组酶识别的位点.令一个组成部分是Cre重组酶.它是由噬菌体编码的一种由343个氨基酸组成的蛋白.Cre可以介导两个LoxP位点的重组,从而引起两个LoxP之间DNA序列的缺失.如果将Cre重组酶cDNA通过基因工程的手段置于组织或细胞特异性启动子之下,可以得到Cre组织/细胞特异性表达的Cre小鼠,也叫Cre工具小鼠.跟Flox小鼠交配之后,可以得到条件性基因敲除小鼠.
所谓Flox小鼠是指在某个基因的某个外显子两侧各放一个LoxP序列.这段序列就是Flanked by LoxP,也就叫做Flox小鼠.这种Flox小鼠一般要通过设计构建打靶载体、胚胎干细胞重组、囊胚显微注射、和嵌合体小鼠传代来获得.这种小鼠跟Cre工具小鼠交配,由于Cre的表达,介导两个LoxP位点序列的重组,从而敲除两个LoxP之间的序列.由于不同Cre工具小鼠的Cre表达有组织/细胞特异性,就可以达到在不同组织、细胞里特异性敲除目的基因的目标.比如上皮细胞、胸腺细胞、T细胞、B细胞、心肌细胞、肠道、肺脏等.
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