基因剔除老鼠的壞處就是在老鼠的整個發育過程中,那個被剔除的基因在老鼠的身上的每一個細胞裡面都是“一直失活”的。如果這個基因是非常重要的,老鼠往往在胚胎發育的不同時期就死掉了,會大大限制了對這個基因的研究。
比如,有人想知道基因IGF-1對牙齒發育的影響。如果把IGF-1剔除掉,老鼠在胚胎時期就死掉了,那時,牙還沒有發育出來。
後來,有人發明了conditional 基因剔除技術,就是讓某個基因只在某個特別的組織或器官中失活,而在其他細胞裡面是正常表達的。如上例,使IGF-1基因只在牙組織與牙發育有關的組織中失活,而在其他組織和細胞中是正常表達的。
要建立conditional knockout mouse,先建立一種老鼠,採用類似knocktout 的方法,在某個基因的中間插入兩段loxP順序,比如這個loxP是插在內含子裡面,所以,不會影響這個基因的正常表達。
然後在建立一種轉Cre基因老鼠,這個Cre基因表達是一種重組酶,這個酶會切除掉兩個loxP順序之間的DNA序列。在這個轉Cre基因老鼠中,控制Cre基因表達的啟動子promoter是某個特別的啟動子,比如只在和牙齒發育有關的細胞裡面表達。
這兩種老鼠很正常,沒有異樣。
現在讓這兩種老鼠交配!其後代就有問題了。
這樣,在有loxP序列的細胞裡面,如果Cre基因表達,那麼loxP序列之間的DNA序列就會被切除,那個基因就被knockout了。又因為Cre被特別的啟動子控制,不是在所有細胞裡面表達,而是只在特定的組織或細胞裡面表達,這樣,只有特定的組織或細胞,那個特定基因是失活的,而在其他組織或細胞,那個基因是正常的。
這樣,就可以研究那個基因對某個特定組織或細胞的“直接”作用,而不用擔心間接效應或老鼠致死問題了。