用于小鼠精确基因组编辑的Cre重组酶的系统优化与预测

背景 Cre-Lox系统是小鼠遗传学中的一个强大工具，能够实现基因表达的精确时空控制和条件性基因敲除模型。自其发展以来，它通过促进靶向缺失、易位、倒位以及双floxed反向取向等复杂修饰，改变了基因组编辑。其应用不仅限于小鼠，还扩展到大鼠、猪和斑马鱼。然而，高成本、周期长和不可预测的重组等问题仍然存在，突出了持续改进以提高效率、可靠性和在不同遗传模型中的适用性的必要性。 结果 在本研究中，我们对小鼠中的Cre介导重组进行了系统分析，在C57BL/6J背景下，在Rosa26位点创建了11个带有条件等位基因的新品系。影响重组效率的因素包括loxP位点间距离、突变loxP位点、合子性、染色体位置和繁殖者年龄。我们的结果表明，Cre驱动品系的选择对重组效率起着重要作用。当loxP位点间距小于4 kb，突变loxP位点间距小于3 kb时，可实现最佳重组。野生型loxP位点间距≥15 kb或突变lox71/66位点间距≥7 kb时，完全重组失败。在8-20周龄的繁殖者中使用杂合floxed等位基因时，观察到最佳重组效率。 结论 Cre-Lox系统对于基因工程仍然不可或缺，其灵活性不仅仅体现在独立应用上，还能与基于CRISPR的方法相结合，以扩展其用途。尽管存在挑战，我们的发现为优化Cre介导重组提供了一个框架。通过改进Cre-Lox策略，这些知识提高了实验精度，改善了可重复性，并最终减少了基因组修饰的时间和成本。