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条件性基因敲除小鼠是什么？

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健康养生
2年前
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为了研究某个基因在体内的功能，通常需要将该基因敲除，再观察其出现哪些异常现象，推测该基因具有何种功能。

然而，有些基因对小鼠个体很重要，敲除后会导致小鼠不能存活、不能正常发育、繁殖能力异常，这时就不能进行全身性基因敲除。或者，研究者想研究某个基因仅在某个器官、某个时期缺失后有什么功能，也是不能用全身性基因敲除的。针对这类研究，我们需要使用条件性基因敲除的方法进行研究。

1“条件性”是指什么？

条件性基因敲除的“条件性”，是指在基因敲除的“时”、“空” 。

“时” 即时间、阶段，是指可以人为决定基因在什么时间、或什么发育阶段发生敲除，在此之前，基因仍可以发挥正常的功能。

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▲小鼠生长时间表

“空” 即空间、部位，是指可以人为决定基因在哪种组织、哪种器官，在其他的部位，该基因仍可以发挥正常的功能。

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▲小鼠内部结构图

若希望“条件性的”基因敲除可遗传给后代，必须同时满足以下3个条件：

①基因敲除后小鼠仍具有正常生殖能力；

②基因敲除发生在生殖细胞内；

③小鼠交配行为发生在基因敲除之后。

2条件性基因敲除的两个强有力的工具

条件性基因敲除基于两个强有力的工具：

一是Cre/loxP重组酶系统；

二是基因打靶技术。

●Cre/loxP重组酶系统：

Cre重组酶来自于噬菌体P1，能够催化两个34bp长的loxP识别位点间的重组。

loxP由8bp的中心序列和两侧的13bp的回文序列构成，中心序列的不对称性赋予loxP位点以方向。

Cre/loxP系统用于条件性敲除小鼠已经超过20年，cre小鼠资源比较丰富，仅Jackson lab上就有近800种Cre小鼠，MGI网站上更是收录了超过3000种Cre小鼠，几乎涵盖了各种“时”、“空”的条件，因此制备条件性基因敲除小鼠首选Cre/loxP系统。

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▲loxP序列

除了Cre/loxP系统，另外两种Flpe/FRT系统、Dre/Rox系统也可以用于位点特异的基因重组/敲除，这两个系统的作用机制和Cre/loxP系统类似，但重组效率稍低。

3Cre/loxP系统介导的基因重组的方式

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Cre/loxP系统介导的4种基因重组方式都是可逆的，但第①种重组方式更倾向于删除loxP间的序列。

条件性基因敲除正是利用了第①种重组方式。首先通过基因打靶的方法将2个loxP序列置于某个基因的重要外显子的两侧，再通过小鼠交配的方法，在“条件性”表达Cre酶的细胞内，将重要外显子删除，从而使该基因发生敲除。而未表达Cre酶的细胞内，该基因将不受影响，正常表达。