7.16: 保存的部位特異的組換えおよび位相変動

DNAセグメントは方向特異的に切断され、再編成されるため、部位特異的組換えは効率的な遺伝子工学技術として浮上しています。FlippaseおよびCyclization recombinaseまたはFlpおよびCreは、それぞれバクテリオファージに由来するチロシンリコンビナーゼファミリーの2つのメンバーであり、哺乳類細胞株における部位特異的なDNA挿入、欠失、およびタンパク質の標的発現を媒介するために使用されます。

Creリコンビナーゼの認識部位はLoxP部位と呼ばれ、その長さは約34塩基対です。LoxP部位には13 bpの回文配列が含まれているため、ヌクレオチド配列は5’から3’および3’から5’の方向の両方で同じように読み取られます。Creリコンビナーゼによる部位特異的組換えは、後天性突然変異を有するトランスジェニックマウスの作製に使用される最も一般的な方法の1つです。Creリコンビナーゼの耐熱性変異体を組織特異的プロモーターと共に使用することで、Creリコンビナーゼの発現と作用を空間的に制御することができます。例えば、腎臓特異的なカドヘリンプロモーターをCre遺伝子の上流に配置すると、この酵素を腎組織でのみ発現させることができます。Creリコンビナーゼ活性の時間的制御のために、酵素遺伝子をリガンド結合ドメインと融合させ、特定のリガンドの存在下でのみ酵素が発現

ゲノム編集ツールとして部位特異的組換えを用いる場合の大きな制限は、組換え対象部位が最初に挿入されるか、偶然に存在しなければならないことです。酵素認識部位と一致するゲノム部位を事前に選択できれば、リコンビナーゼを「オーダーメイド」の標的特異性で使用することができます。最近の研究では、突然変異誘発と遺伝子シャッフルを使用して、組み合わせ変異を持つ部位を機能的に認識できるFlp変異体を設計しています。この結果は、より特異的なFlp変異体を作製し、大規模ゲノムをエンジニアリングするための分子ツールとして商業的に使用できる遺伝子シャッフルの将来の反復に有望です。