FLP/FRT位点特异性重组系统在高等真核生物中的研究进展

来源于酵母2μm质粒的FLP/FRT位点特异性重组系统已经被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、线虫等高等真核模式生物,正逐渐成为转基因动植物研究领域进行基因操作的强有力工具。笔者综述了FLP/FRT系统的重组原理及其在高等真核生物中的应用,系统地概述了该系统在转基因植物、哺乳动物、昆虫以及其它相关高等真核模式生物中的研究现状,讨论了FLP/FRT系统在研究中存在的主要问题、应用前景和发展方向。

单子叶植物的FLP/frt位点特异性重组系统的构建

来自于啤酒酵母2μm质粒的FLP/frt位点特异性重组系统可用于转基因植物(细胞)筛选完成后去除选择标记基因.水稻肌动蛋白actin基因启动子和玉米泛素ubiquitin基因启动子可有效驱动单子叶植物中外源基因的转录.为培育去除选择标记基因的抗盐耐旱单子叶转基因植物,构建了适合于单子叶植物的FLP/frt位点特异性重组系统.该系统由含有FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA3300-Ubi-FLP-bar和含有frt位点的植物双抗(抗除草剂、抗盐耐旱)表达载体pCAMBIA1300-Ubi-TsPPasef-rt-alsf-rtm以及pCAMBIA1300-Actin1-AtNHX1f-rt-alsf-rtm组成.

利用FLP/frt重组系统产生无选择标记的转基因烟草植株

在植物转基因植株产生过程中,对转化细胞进行抗性筛选是通用程序,转化细胞的抗性一般是抗生素抗性或除草剂抗性,将赋予转化细胞抗性的选择标记基因删除是提高转基因植物生物安全性的重要措施。来自于啤酒酵母的FLP/frt位点特异性重组系统可有效删除同向定点重组位点frt之间的基因。通过多步骤重组,建立了可在植物中广泛应用的FLP/frt位点特异性重组系统。该系统包括含有frt位点的植物表达载体pCAMBIA1300-betA-frt-als-frt和含有由热诱导启动子hsp启动的FLP重组酶基因的植物表达载体pCAMBIA1300-hsp-FLP-hpt。利用二次转化的方式将二者先后转入烟草植株,热激处理后,热诱导型启动子hsp调控的重组酶FLP基因的表达催化位于选择标记基因als两侧同向frt位点间的重组反应,有效地删除了选择标记基因als。41%的经热激处理的二次转化植株发生了选择标记基因的删除,表明该系统在获得无选择标记基因的转基因植株中有很好的应用价值。

表达FLP重组酶pCEP4-FLP载体的构建及其在FLP/FRT重组系统中的应用

构建重组载体pCEP4-FLP和pEF1a-FRT-stop-FRT-GFP,重组载体pEF1a-FRT-stop-FRT-GFP瞬时转染PK-15细胞24h后,再将重组载体pCEP4-FLP瞬时转染该细胞,利用荧光显微镜观察PK-15细胞GFP蛋白的表达情况,利用细胞流式技术统计绿色荧光蛋白表达效率.结果表明:重组载体pCEP4-FLP在细胞内能够表达FLP重组酶,并且表达的FLP重组酶能够识别FRT位点,删除两同向FRT位点间的DNA片段,为FLP/FRT位点特异性重组系统在转基因猪的应用奠定了基础.

利用Red重组系统对大肠杆菌ClpP基因的敲除

利用含有质粒pKD4 6的菌株BW2 5 113,在阿拉伯糖诱导后 ,表达λ噬菌体的 3个重组蛋白 ,宿主菌就具有了同源重组的能力 .设计的引物 5′端有 5 0bp的拟敲除基因的同源臂 ,3′端为扩增引物 ,以pKD3为模板 ,扩增两侧含FRT位点的氯霉素抗性基因 ,将此线性片段电转入具重组功能的感受态细胞 ,利用氯霉素平板就可以筛选到阳性转化体 .再利用表达Flp重组酶的质粒pCP2 0 ,可将FRT位点之间的氯霉素抗性基因删除 .利用该重组系统 ,构建了ClpP蛋白酶缺失的大肠杆菌工程菌株 ,可望在减少外源蛋白的降解方面发挥一定的作用 .

重组酶FLP在弱氧化葡糖杆菌中的表达及应用

本实验借助宽宿主载体pBBR1MCS-5,构建在弱氧化葡糖杆菌(Gluconobacter suboxydans)中表达FLP重组酶的表达载体,转化弱氧化葡糖杆菌,获得阳性转化子;采用两步法RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)验证,结果表明:flp基因在宿主细胞中转录表达;将pBBR1MCS-psldh-flp重组质粒转化至带有四环抗性的突变菌株JGDH-,PCR验证表明带有FTR位点的抗性标记得到有效删除。重组酶FLP在Gluconobacter suboxydans的表达提供了一种循环使用选择标记基因进行多个位点基因敲除或置换的方法。

利用Red系统快速改构含鼠β-酪蛋白基因的细菌人工染色体

采用Red系统介导的同源重组方法对含有鼠β-酪蛋白基因的RPCI23-440C1BAC进行快速改构。首先通过PCR方法,获得两端带有鼠β-酪蛋白基因同源序列的tPAm-Zeo同源重组片段,然后将此同源重组片段电击转化至已含有编码Red重组酶质粒的RPCI23-440C1BAC菌中,在λRed重组系统的帮助下,通过同源重组片段两端与RPCI23-440C1中β-酪蛋白同源的序列在菌体内与β-酪蛋白基因发生同源重组,将其置换。最后利用Zeocin抗性基因两侧的FRT位点,通过FLP位点专一性重组将抗性基因剔除。经Southern blot和序列分析鉴定表明,获得了重组正确且无编码两种重组酶质粒的tPAm-RPCI23-440C1BAC克隆。

枯草芽孢杆菌整合载体的构建及基因组的改造

构建了两种整合载体,分别为单交换整合载体pACC-BdbDC和双交换整合载体pDsbE,pDGC,转化野生型枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis168,目的基因整合到基因组上,同时引入氯霉素抗性基因。利用FLP/frt重组系统将氯霉素抗性基因敲除,便于宿主菌的进一步改造。PCR结果表明共重新构建了6种宿主菌。复杂双交换整合载体pDGC成功将3个目的基因整合到基因组上,为多个基因同时整合提供了一种方便可行的方法。

表达猪源FLP重组酶载体pCEP4-FLP的构建及功能研究

目前位点特异性重组酶系统在基因打靶中获得广泛应用,是条件性基因打靶、诱导性基因打靶、时空特异性基因打靶策略的技术核心。该系统目前主包括Cre/LoxP系统,FLP/FRT系统,该系统可以使某个基因在特定的细胞类型、特定时间表达或被沉默,进而研究该基因的特定功能。

位点特异性重组系统及其在植物转基因研究中的应用

随着植物转基因研究的不断深入,对基因重组系统提出了新的要求。位点特异性重组系统具有高效、精确等的优点,在植物基因工程领域的应用越来越广泛。对常用的三类位点特异性重组系统的作用机制、优缺点及其应用进展进行了全面的综述,期望为植物转基因研究提供技术参考。对于目前研究较为热点的基因编辑技术CRISPR-Cas系统作了简要概述。

新型CHO/dhfr^-细胞定点整合和表达系统的建立

目的 :建立CHO/dhfr-细胞的定点整合和表达系统。方法 :利用常规分子生物学方法 ,构建了一个新的高效筛选表达载体 ,该载体含有一个由FRT(flprecombinationtarget)位点、报告基因 (LacZ)及筛选基因 (zeocin)三片段构成的融合基因 ,而且该基因的表达受一个弱化的SV4 0启动子的控制。借助于随机整合及高效筛选 ,实现FRT位点在CHO/dhfr-细胞基因组中转录活跃区的整合 ,然后利用该位点介导的特异性重组实现了目的基因 (单链抗体 尿激酶融合基因 )的定点整合和有效表达 ,而且随后通过DHFR/MTX系统的加压扩增 ,以提高单链抗体 尿激酶融合基因在宿主细胞中的表达水平。结果与结论 :获得了能够实现外源基因在基因组中定点整合和有效表达的CHO/dhfr-细胞系 ,并利用该细胞系实现了单链抗体 尿激酶融合基因的高表达 ,表达量达到 5 μg/ (10 6细胞·2 4h)。