目的基因过表达过程中，如何确保目的基因准确无误的表达是非常关键的一步。因为目的基因表达过量或者在不恰当的时间表达都会影响到细胞状态或者机体的生长发育，进而影响实验结果。 四环素(Tetracycline, Tet)调控基因表达系统便可以做到对基因表达的精准调控。

四环素调控基因表达系统是以大肠杆菌Tn10转座子上Tet抗性操纵子为基础而建立的。在细菌系统中，正常情况下，tetR将与tetO结合，抑制下游抗性基因的转录。当存在四环素(tet)或者四环素类似物如强力霉素（doxycyclin）时，tetR将与四环素结合，不再和tetO结合，造成下游抗性基因表达，细菌从而获得耐药性[1]。

在没有四环素的情况下，TetR（紫色实心圆）以高亲和力与两个四环素操纵子tetO1和tetO2 结合。这导致四环素外排转运蛋白 TetA 的抑制。如果存在四环素时（黑色三角形），四环素与 Mg2+形成复合物（红色三角形）。该复合物与 TetR 结合，这导致TetR 与tetO分离，TetA得以表达。

由此可见，四环素诱导基因表达系统的关键元件是四环素反应元件（TRE）和四环素阻遏蛋白（TetR）

Gossen 和Bujard最初构建的系统便是Tet-off系统，即在四环素存在的情况，目的基因表达水平降低或者不表达。 为了利用四环素作为基因表达调控因子，我们开发了一种四环素控制的反激活因子(tTA) 在没有四环素的情况下，tTA的tetR部分会结合这些tetO序列，激活区域促进表达。在四环素存在的情况下，四环素和四体结合。这就阻止了tTA与tetO序列的结合，进而通过激活区域增加表达，导致基因表达减少。

，Gossen等发现了tetR参与四环素诱导的抑制反应的关键的4个氨基酸残基，这些氨基酸残基突变后可发生反向的反应，即在四环素存在的条件下，目的基因能够表达蛋白，而缺失四环素时，目的基因无法表达。新的反式激活蛋白被称为rtTA，由rTetR与VP16融合而成。

目前，除四环素诱导系统以外，科学家们还开发了多种条件性基因调控系统，如Cre-loxp系统、Flp-frt系统、Dre-rox系统等，而四环素诱导基因表达系统仍具有自己的独特优势。 -.首先Tet-On系统在没有诱导时目的基因的表达水平比较低，诱导时表达水平增高，最高诱导倍数可达10000倍。 -.其次原核来源的TetR与TetO的结合特异性高，哺乳动物细胞中没有类似的DNA靶向序列，所以Tet系统调控特异性高，并且宿主基因不受到影响，适合于体内外的各种基因表达的调控。 -.同时，Tet系统的诱导药物为Tet或Dox，Tet作为一种抗生素已被人们应用了很长时间，是对人体较为安全的一种药物，并且在Tet系统中低剂量的Tet就可调节基因的表达，所以不会对动物或细胞产生强毒性。 -.最后一点是，四环素系统具有可逆性，在去除诱导剂后可使系统关闭，也可反复加入诱导剂，多次启动诱导反应。

搬运自知乎神奇的基因开关——四环素调控系统 - 知乎 (zhihu.com)