基本概念：

1. 什么是FLP/FRT

位點特異性重組（site-specific? recombination）技術(shù)是近 20 年來發(fā)展起來的一項重要的分子生物學(xué)技術(shù)，該系統(tǒng)主要是通過借助能夠識別特異性位點的重組酶（site-specific recombinase，SSR），在基因組上對外源 DNA 進(jìn)行操作，可以實現(xiàn)基因的置換、倒置和刪除等。FLP/FRT 系統(tǒng)就屬于位點特異性重組系統(tǒng)的一種。

FLP是一個重組酶（flippase，F(xiàn)lp），類似于Cre，它識別的位點是FRT，當(dāng)FRT在同一條DNA上且方向相同時，則兩FRT位點之間的基因則被刪除；FRT方向相反，則基因被倒轉(zhuǎn)。

FRT：short flippase recognition target (FRT)

2.什么是Cre-lox系統(tǒng)？

從名字就能知道這套系統(tǒng)的兩個主要組成部分：

Cre重組酶

環(huán)化重組酶（Cre, cyclization recombinase），是酪氨酸位點特異性重組酶之一，能催化兩個DNA識別位點之間的位點特異性重組。Cre重組酶來源于P1噬菌體，由 343個氨基酸組成，能特異性地識別Lox位點。除Cre以外，此類重組酶還有Flp（flipase）和Dre（D6特異性重組酶）。

Lox位點

Cre重組酶識別的回文DNA位點，也叫l(wèi)oxP (locus of X-over P1) 位點，長 34bp，其特征結(jié)構(gòu)為ATAACTTCGTATA?-NNNTANNN-TATACGAAGTTAT。兩邊反向互補(bǔ)的13個堿基為Cre重組酶的識別序列，中間的8個堿基為重組發(fā)生位置，這也決定了loxP的方向。N表示可變堿基，不同的堿基選擇可形成不同的 Lox位點，除了野生型loxP，常見的還有 Lox2272，Lox511，Lox5171等等，這些突變Lox位點也能被Cre重組酶識別，但是只有兩個序列相同的Lox位點之間才能發(fā)生重組。

圖1 . loxP位點及其突變體位點。（圖片來自Ref.1）

在同一個 DNA 分子上，根據(jù)Lox位點的位置與方向，可能會發(fā)生3種不同的重組事件：

（1）切除：當(dāng)兩個Lox位點在同一染色體上且方向相同時，將切除同向Lox位點之間的DNA序列（也叫Lox側(cè)翼序列，F(xiàn)lox序列）。

（2）反轉(zhuǎn)：當(dāng)兩個Lox位點位于同一染色體上且方向相反時，兩個Lox位點之間的序列發(fā)生序列反轉(zhuǎn)，即顛倒。

（3）易位：如果兩個Lox位點位于不同的染色體上且方向相同，則易位事件將導(dǎo)致DNA片段的交換。

圖2. Cre的重組機(jī)制。A）loxP位點的基本結(jié)構(gòu)。紅色箭頭指示loxP位點的方向。B）Cre-loxP介導(dǎo)的易位重組。C）左圖示Cre介導(dǎo)兩同向loxP位點間的切除重組。右圖示Cre介導(dǎo)兩反向loxP位點間的反轉(zhuǎn)重組。（圖片來自Ref.2）