Cre-loxP 是一种位点特异的基因重组技术，被广泛应用于特异位点的基因敲除、基因插入、基因翻转和基因易位，在真核生物和原核生物中均有广泛应用。

Cre重组酶

1981年从P1噬菌体中发现，由343个氨基酸组成的38 kDa 蛋白，有4个亚基和2个域:较大的羧基(C端)域和较小的氨基(N端)域。是一种位点特异性的 DNA 重组酶，能特异识别 loxp 位点，介导 loxp 位点间的序列删除或重组。

LoxP位点

Locus of X-over P1来源于噬菌体P1，是一段长度为34bp 的 DNA 序列，包括两个13bp 的反向重复序列和一个不对称的8bp 间隔区组成。反向重复序列是 Cre 重组酶的特异识别位点，而间隔区域决定了 loxP 位点的方向。

13bp 8bp 13bpATAACTTCGTATA-NNNTANNN-TATACGAAGTTAT（N 表示碱基可能发生变化）

Cre-loxP 诱导基因组的方式

当细胞基因组内存在两个

  loxP 位点时，一旦有 Cre 重组酶出现，就会诱导两个 loxP 位点间的序列发生重组。首先，Cre 重组酶结合到两个13bp 

的回文序列形成二聚体，然后这个二聚体和另外一个 loxP 位点上的二聚体结合，形成四聚体。LoxP 位点是有方向的，形成四聚体的两个 loxP

位点是平行的，随后这两个 loxP 位点间的双链 DNA 被 Cre 重组酶切掉，然后切口在 DNA 连接酶的作用下重新连接。

重组的结果取决于两个 loxP 位点的方向，主要有以下几种可能：

1.如果两个 loxP 位点位于一条 DNA 链上，且方向相同，Cre 重组酶能有效敲除两个 loxP 位点间的序列；

2.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 位点间的序列翻转；

3.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。

Cre-loxP重组酶系统的优点

1. 高效性：Cre重组酶与具有 loxP 位点的 DNA 片段形成二聚体后，可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；

2. 特异性强：loxP序列的唯一性，保证基因重组的特异性；

3. 应用范围广泛：Cre 重组酶是可以在生物体不同的组织、不同的生理条件下发挥作用；

4. 可由二型启动子启动表达：Cre 重组酶的编码基因可由任何一种二型启动子驱动，由此保证 Cre 重组酶在生物体不同的细胞、组织、器官或者在不同的发育阶段或不同的生理条件下表达，从而实现较高的组织和细胞特异性。

Cre-loxP重组酶系统的缺点

1.Cre 整合入基因组，其插入位置有一定的局限性并且有可能对内源基因表达造成影响，同时并不是所有的内源基因表达都可以真实反映Cre表达量。

2. Cre 的表达量有时无法真实反映了 Cre 对 Loxp 的切割效率。

3. 条件敲除中，启动Cre的基因必须是高效而谱系特异的。很多  Cre 的启动基因是根据条件高表达基因进行筛选的。对于像  Cd19这种非常谱系特异的启动基因，Cre的工作效率高并且不会“漏”到其他细胞谱系当中。然而，很多相对特异性偏弱的条件启动基因，往往会存在“漏”Cre信号进入其他相关细胞谱系的问题，尤其对于一些生命周期比较短的细胞(如中性粒细胞)，往往会造成“漏”的  Cre-Loxp 切割导致了部分细胞亚群重塑的结果，进而影响对下一步靶基因功能的正确解读。

周佳玉 | 文案

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