CreER-LoxP-System-basierte Zielgen-Inaktivierung: Ein Tamoxifen-induzierbares Cre-Rekombinase-System für den Zielgen-Knockout in einem Mausmodell

Beginnen wir mit einem gentechnisch veränderten Mausmodell, das ein modifiziertes Genom umfasst, das LoxP-Stellen - spezifische Sequenzen, die von Cre-Rekombinase-Enzymen erkannt werden - beherbergt, die das interessierende Gen flankieren. Die Maus wird außerdem mit einem Plasmidvektor transfiziert, der für die organspezifische CreER-Rekombinase kodiert, was zur Integration des CreER-rekombinase-exprimierenden Elements in das Genom von Leberzellen führt.

Die exprimierte CreER-Rekombinase, ein inaktives Fusionsprotein, an dem die Cre-Rekombinase und die mutierte Ligandenbindungsdomäne des Östrogenrezeptors ER beteiligt sind, interagiert und bindet an das Hitzeschockprotein im Zytoplasma. Diese Bindung hält die CreER-Rekombinase im Zytoplasma fest.

Bereiten Sie eine Lösung von Tamoxifen, einem hydrophoben Medikament, mit Ethanol und geeignetem Öl vor. Injizieren Sie nun die Tamoxifenlösung intraperitoneal in den linken unteren Quadranten des Bauches der Maus, um eine Schädigung der Bauchorgane zu vermeiden.

Das injizierte Tamoxifen wird in der Leber zu 4-Hydroxytamoxifen, 4-OHT metabolisiert. Darüber hinaus bindet 4-OHT, ein selektiver Östrogenrezeptormodulator, an die ER-Ligandenbindungsdomäne der CreER-Rekombinase und bewirkt deren Konformationsänderung. Dies führt zur Freisetzung der CreER-Rekombinase aus dem Hitzeschockprotein.

Die aktivierten CreER-Rekombinasen translozieren in den Zellkern und erkennen die LoxP-Stellen im Wirtsgenom. Die CreER-Rekombination katalysiert die ortsspezifische Rekombination zwischen den LoxP-Stellen, was zur Exzision des interessierenden Gens führt und dadurch einen gewebespezifischen Gen-Knockout erreicht.