Brainbow
Brainbowの技術はCre-loxP部位特異的組換えを用いる。Cre-loxP部位特異的組換えは組み換え酵素CreがloxP部位を攻撃し染色体を切断し、二つの染色体の鎖を交換する反応である。 最初に開発されたbrainbowはBrainbow-1とBrainbow-2の両手法を用いる。Brainbow-1とBrainbow-2は異なるCre-loxP部位特異的組換えによる手法である。Brainbow-3はBrainbow-1の改良手法であり、2013年に開発された。いずれの手法でも蛍光タンパク質の発現は確率的であり、ランダムに発生させる。
Brainbow-1はloxPによって区切られた位置にそれぞれ異なる蛍光タンパク質 (XFP)の遺伝子を導入する。Cre-loxP部位特異的組換えは同じloxP部位同士でしか組換え反応を起こさないので、全ての組換えの組み合わせに対して異なるDNA配列が生成される。組換え反応後、プロモーターの直後に置かれたXFP領域がデコードされ、蛍光タンパク質が発現する。三つのloxP部位で区切られた四種類のXFPが発現し、四つの異なる蛍光タンパク質が得られる。
Brainbow-2はCre-loxP部位特異的組換えの一つのセグメントから複数の組合せを得られることを利用する。Cre-loxP部位特異的組換えは組換え時にセグメントを元の向きとは逆方向にして結合させることがある。これを利用して、一つのDNAセグメントに逆方向に向いた二つのXFPを配置することで、一セグメントからランダムに二つの異なるXFPを発現させることが出来る。このようなDNAセグメントを二つ並べれば、三通りの配置がありうる。セグメントの一つが切除される場合も含めると、二つのセグメントから四通りの発現がありうる。