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【背景】谷氨酸棒状杆菌的基因敲除系统较为匮乏且效率不高,难以对其进行代谢工程改造,不利于高性能工业菌株的构建及规模生产。【目的】分别采用CRISPR-Cpf1和Cre/loxP基因敲除系统对谷氨酸棒状杆菌ATCC13032(CorynebacteriumglutamicumATCC13032)基因组上的argR和argF基因进行敲除,比较两种敲除方法的优缺点,为合理选择敲除系统提供依据。【方法】特异性重组的Cre/loxP敲除系统是首先利用同源重组将基因组上的靶基因替换为两端带有重组位点loxP的kanR片段,然后由重组酶Cre识别loxP位点并发生重组反应,从而去除替换到基因组上的kanR片段,进一步利用质粒的温敏特性将其消除,从而实现靶基因的敲除。CRISPR-Cpf1敲除系统是利用Cpf1对pre-crRNA进行加工,形成的成熟crRNA引导Cpf1识别和结合到靶DNA的特定序列上并切割双链DNA分子,通过同源重组作用去除靶基因,基于质粒自身的温敏特性将其消除,从而完成基因敲除的整个过程。【结果】Cre/lox P系统可在8N+2 d内完成N轮迭代基因敲除,而CRISPR-Cpf1系统可在5N+2d内完成N轮迭代基因无痕敲除,理论上还可以一次对多个靶位点进行编辑,效率更高,但存在同源重组效率较低、假阳性率高等缺点。【结论】与Cre/loxP系统相比,CRISPR-Cpf1辅助的同源重组基因敲除方法可省时、省力地实现基因的无痕敲除,理论上还可实现多个基因的同时敲除、总体效率更高,然而编辑效率还有提高的空间。 相似文献
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Cre重组酶结构与功能的研究进展 总被引:1,自引:0,他引:1
Cre/loxP定位重组系统来源于噬菌体P1,由Cre重组酶和loxP位点两部分组成。在Cre重组酶的介导下,设定的DNA片段可以被切除,可以发生倒位,亦可造成定点的整合。由于其作用方式高效简单,Cre/loxP定位重组系统已在特定基因的删除、基因功能的鉴定、外源基因的整合、基因捕获及染色体工程等方面得到了有效的利用,在转基因的酵母、植物、昆虫、哺乳动物的体内外DNA重组方面成为一个有力的工具。这里就Cre重组酶的结构、功能及该定位重组系统的应用等方面的研究进行了综述。 相似文献
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来源于噬菌体P1的Cre/loxP位点特异性重组系统是目前在植物遗传转化中应用较多,较成熟的一个标记基因删除系统。在这个系统中,Cre酶可以特异性的识别和切割位于两个lox位点之间的标记基因,整个系统重组仅需Cre和lox识别位点即可完成而无需其它辅因子的参加。利用农杆菌介导法成功地将cre基因导入供试材料"皖粳97",得到转hpt-cre基因水稻植株;将其与先期转基因育成的携带loxp-hpt-loxp-bt基因的"皖粳97"株系进行田间杂交,通过PCR分析,Cre/loxP重组系统定向删除了潮霉素抗性筛选标记基因。 相似文献
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位点特异重组系统由重组酶和相应的重组酶识别位点组成,通过两者间的相互作用,实现外源基因精确整合与切除等一系列遗传操作.主要可分为Cre/lox系统、FLP/frt系统、R/RS系统和Gin/gix系统.目前,研究最充分应用最广泛的位点特异重组系统为Cre/lox系统.此系统为位点特异重组系统家族中的一员,由38.5kDCre重组酶和34bplox位点组成,最早被应用于动物转基因研究,包括基因敲除、基因激活、基因易位等.近年来,随着研究的深入,Cre/lox系统被逐步应用到植物研究中,并在诸多领域取得重大进展.本文总结归纳了Cre/lox系统在定点整合、定点切除以及叶绿体转化等方面的最新研究成果,旨在为利用Cre/lox系统构建环境安全和高效表达的植物遗传转化体系提供参考. 相似文献
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在制备转基因家畜过程中的一个关键步骤是使用选择标记基因 (Selectable marker genes,SMGs) 将转基因整合细胞从大量的正常细胞中筛选出来,这导致了SMGs整合入家畜的基因组内持续传递给后代。SMGs已被证明能够显著影响基因组内整合位点处的基因调控,也增加了对转基因动物安全评价的复杂性。为了确定转基因山羊制备过程中SMGs的删除时机和删除方法,在体细胞克隆前后两个时段内,利用Cre/loxP系统删除SMGs的可行性,同时比较了蛋白转导和质粒共转染两种Cre导入方式的删除效率。结果表明:尽管在首次对山羊成纤维细胞进行遗传修饰后即可进行SMGs删除,但两次遗传修饰导致细胞严重老化,无法用于后续的体细胞克隆羊制备。在转基因山羊的成体细胞中删除SMGs不存在上述问题,成功率高,缺点是试验周期长、耗资增大。Cre表达质粒瞬时转染能够删除SMGs,但有超过30%的无SMGs细胞克隆中整合有质粒序列。TAT-CRE蛋白质转导方法可以避免引入的新外源基因,SMGs删除率达到43.9%~72.8%,是一种较佳的SMGs删除手段。 相似文献
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Cre介导的片段交换技术利用重组酶Cre的位点特异性重组特性 ,在基因组的特定位点进行靶片段与目的片段的交换。运用互为反向的Lox位点 ,在鼠红白血病MEL细胞中进行靶载体的整合和交换载体的交换 ,探讨在特定的染色质环境下红系特异性顺式作用元件的功能。电穿孔转染MEL细胞后从含有潮霉素 (hygromycin)的选择性半固体培养基中挑取MEL细胞单克隆 ,通过PCR和Southern杂交鉴定整合完整性和拷贝数 ,获得三种整合有靶载体p1L HyTk L1 β EGFP neo的细胞株A ,B和D。交换载体pL1 HS2 1L(含有 732 bp的人β 珠蛋白基因簇 5′DNaseI高敏位点 2核心片段 )和Cre表达载体pBS185共转染细胞株A ,9 (1,3 二羟 2丙氧甲基 )鸟嘌呤 (gancyclovir)负筛选后挑取单细胞克隆A HS。PCR检测显示HS2片段以反方向进行了交换。流式细胞仪分析显示平均的荧光细胞百分比 (2 .4 2 % )低于未交换的细胞株A (35 .94 % )。A HS中EGFP的低表达可能是处于非容许方向的HS2片段出现方向依赖性基因沉默所致。 相似文献
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Cre/lox位点特异性重组系统在高等真核生物中的研究进展 总被引:1,自引:0,他引:1
来自于P1噬菌体的Cre/lox系统通过位点特异性重组可以迅速而有效地实现各种生理环境下的基因定点插入、删除、替换和倒位等操作。Cre/lox系统作为目前基因打靶技术的核心工具,已被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、斑马鱼等高等真核模式生物。文章较为全面地介绍了Cre/lox系统的基本概况及其在高等真核生物中的应用,讨论了Cre/lox系统在研究中存在的主要问题和今后的发展方向,为利用该系统在不同高等生物中进行基因操作提供有用的参考。 相似文献
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来自于P1噬菌体的Cre/lox系统通过位点特异性重组可以迅速而有效地实现各种生理环境下的基因定点插入、删除、替换和倒位等操作。Cre/lox系统作为目前基因打靶技术的核心工具, 已被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、斑马鱼等高等真核模式生物。文章较为全面地介绍了Cre/lox系统的基本概况及其在高等真核生物中的应用, 讨论了Cre/lox系统在研究中存在的主要问题和今后的发展方向, 为利用该系统在不同高等生物中进行基因操作提供有用的参考。 相似文献
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DNA重组酶Cre可以识别LoxP位点,使含有LoxP位点的DNA分子发生重组:2个同向LoxP之间的DNA片段被删除,2个环状DNA分子被整合为一个大分子.基于Cre酶的这些作用特性,构建了一套载体间基因的重组转移体系,在Cre酶的作用下,gfp基因被从基因供体pTLG上切除下来,然后转移到基因受体pET-LoxP上,从而快速、简便地完成了gfp基因高效表达载体pET-gfp的构建.gfp基因在大肠杆菌BL21(DE3)中被诱导表达,使菌落产生了可视的绿色荧光.通过对荧光菌落的计数分析,比较了环状基因供体pTLG和线性基因供体pTLG对有效重组率的影响.使繁琐的传统载体构建变为简单的酶促反应,极大地简化了载体构建步骤,为Cre酶在基因克隆和亚克隆中的应用提供了很好的研究基础. 相似文献
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从伪狂犬病病毒中删除Cre/LoxP介导的报告基因 总被引:1,自引:0,他引:1
根据pEGFP-C1序列,设计并合成一对引物,通过PCR扩增出两端各含一个同向LoxP位点的GFP表达盒,克隆于转移载体pSKLR获得pSKLR-G-LoxP。通过经典同源重组方法,得到表达GFP的TK基因缺失伪狂犬病毒重组毒株S03109。该重组病毒在转染了pOG231(表达Cre重组酶)的293T细胞上连续传代,筛选得到重组病毒株S0419。荧光显微镜观察、Western blot及PCR检测结果表明,S03109感染细胞后持续表达GFP,而S0419不表达GFP。PCR证实S0419为含单个LoxP位点的TK基因缺失病毒,并且在细胞培养上遗传稳定,测序结果(GenBank登录号AY822465)表明,在Cre重组酶的作用下,两个同向LoxP序列之间的GFP表达盒被正确除去。对BALB/c小鼠的半数致死量(LD50)及免疫保护实验结果表明,S03109和S0419对BALB/c小鼠的LD50值均大于3×105PFU,免疫BALB/c小鼠,攻毒后平均存活率分别为67.5%与70%。以上结果表明,利用Cre/LoxP位点特异性重组系统,成功去除了插入重组伪狂犬病病毒基因组中的GFP报告基因。 相似文献
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Summary
Salmonella typhimurium and S. typhi were transformd with high efficiency by electroporation. Transformation efficiencies of up to 1010 transformants per g of pBR322 were obtained. In contrast to chemical transformation methods, neither the smooth lipopolysaccharide of S. typhimurium nor the Vi capsular polysaccharide of S. typhi greatly affected transformation efficiency. The introduction of a galE mutation slightly improved transformation efficiency in S. typhimurium (< tenfold) while the Vi antigen of S. typhi had no detectable effect. The transformation efficiency of S. typhimurium with DNA derived from Escherichia coli was increased greatly by the removal of the hsd restriction system (100-fold). Under these conditions electroporation can be used for the routine and direct transformation of Salmonella strains with partially purified (alkaline lysis) plasmid DNA from E. coli. 相似文献
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SUMMARY: The coding sequences of Cre (site-specific recombinase from bacteriophage P1) and FLP (yeast 2-microm plasmid site-specific recombinase) were fused in frame to produce a novel, dual-function, site-specific recombinase gene. Transgenic maize plants containing the Cre::FLP fusion expression vector were crossed to transgenic plants containing either the loxP or FRT excision substrate. Complete and precise excisions of chromosomal fragments flanked by the respective target sites were observed in the F1 and F2 progeny plants. The episomal DNA recombination products were frequently lost. Non-recombined FRT substrates found in the F1 plants were recovered in the F2 generation after the Cre::FLP gene segregated out. They produced the recombination products in the F3 generation when crossed back to the FLP-expressing plants. These observations may indicate that the efficiency of site-specific recombination is affected by the plant developmental stage, with site-specific recombination being more prevalent in developing embryos. The Cre::FLP fusion protein was also tested for excisions catalysed by Cre. Excisions were identified in the F1 plants and verified in the F2 plants by polymerase chain reaction and Southern blotting. Both components of the fusion protein (FLP and Cre) were functional and acted with similar efficiency. The crossing strategy proved to be suitable for the genetic engineering of maize using the FLP or Cre site-specific recombination system. 相似文献
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Ito M Yokouchi K Naito K Endo H Hakamata Y Miyazaki J Tojo H 《Development, growth & differentiation》2002,44(6):549-557
There have been few studies on the regulatory elements of the Sry gene, mainly because no Sry-expressing cell lines have yet been established. This paper describes a useful tool for investigating the regulation and upstream region of Sry by means of the in vitro Cre/loxP system. Using plasmids containing the 9.9 kb mouse genomic Sry previously shown to induce testis development in XX transgenic mice, we constructed a Sry/Cre fusion gene plasmid in which Cre expression is controlled by the 5' and 3' untranslated regions of mouse Sry. To distinguish between male and female gonads of 11.5 days post-coitus (d.p.c.) fetuses, double transgenic fetuses carrying both the CAG (cytomegalovirus enhancer and beta-actin promoter)/loxP/lacZ transgene on the autosome and the green fluorescent protein transgene ubiquitously expressed on the Y chromosome were produced by crossing between two transgenic mouse lines. When Sry/Cre plasmids were transfected into the cells that had been prepared from the gonads, brains and livers of double transgenic fetuses, only a small number of X-gal-stained cells were detected among the primary cultured cells from male and female gonads, and none were detected among the cells from the other tissues. The X-gal-positive cells were negative for alkaline phosphatase, indicating that these cells were somatic cells expressing Sry. The Sry/Cre plasmids with a 0.4 kb upstream region of Sry yielded a large number of X-gal-positive cells in the cells from gonads, including various tissues of 11.5 d.p.c. fetuses, indicating the loss of the tissue-specific expression of Sry. The Sry/Cre with a 1.4 kb upstream region maintained tissue-specific activity of Sry. The results indicate that the present in vitro Cre/loxP system using transgenic mice is a simple and useful system for investigating the regulatory element of sex determination-related genes, including Sry. 相似文献
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转基因植物中标记基因的剔除 总被引:5,自引:0,他引:5
在目前的植物转化系统中,要求在关注基因或目的基因转入细胞时,同时有标记基因存在.标记基因主要是抗生素或除草剂的抗性基因.借标记基因的表达可以将转化细胞从大量的未转化细胞中筛选出来,但标记基因的继续存在,特别是在转基因食品中,是人们广泛关注的问题.培育无标记基因的转基因植株已成为植物生物工程研究中的新课题.该文介绍了剔除标记基因的两种方法:分离剔除和重组剔除,并对近年来这两种方法在培育无标记基因的转基因植物中的应用和进展作了介绍. 相似文献
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Cre/lox系统通过其Cre重组酶对lox序列进行切割和重新连接,介导lox序列发生特异性重组.利用重组报告基因系统Pactin-lox-hpt-lox-gusA,对Cre/lox系统在水稻(Oryzasativa L.)中介导转基因的剔除进行了研究.Pactin-lox-hpt-lox-gusA系统中选择标记hpt基因侧翼含两个同向lox位点,并位于水稻actinl启动子和gusA基因之间.当hpt在Cre酶作用下被剔除时,actinl启动子可以和gusA基因融合在一起从而驱动GUS表达.通过农杆菌介导获得了分别转cre基因、Pactin-lox-hpt-lox-gusA结构和双价抗虫基因lox-hpt-lox-sck-cryIAc结构的水稻.利用有性杂交方法将cre基因导入到转化lox结构的植株中.在4个转Pactin-lox-hpt-lox-gusA T0植株×转cre T0植株所配组合的30个杂交F1植株中,12个植株表达GUS活性,9个表现潮霉素敏感,表明hpt基因被剔除.研究进一步通过Cre/lox介导剔除转双价抗虫sck cryIAc基因籼稻恢复系明恢86材料基因组中的选择标记hpt基因.在9个转lox-hpt-lox-sck-cryIAcT2代纯合植株×转creT2代纯合植株所配组合的77个杂交F1植株中,56个植株表现潮霉素敏感.分子分析证实在这些对潮霉素敏感的植株中hpt基因已经被剔除. 相似文献