يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

إعداد ينتشر كروموسوم Meiotic من الحيوانات المنوية زيبرافيش

7.9K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/60671

⸱

مارس 3, 2020

 ,  , 

في هذه المقالة

ملخص

ينتشر السطح النووي هي أداة لا غنى عنها لدراسة الأحداث الكروموسومية أثناء الداء الميوي. هنا نُظهر طريقة لإعداد وتصور الكروموسومات الميوتيكية خلال المرحلة الأولى من الحيوانات المنوية من سمك حمار وحشي.

الملخص

Meiosis هو العملية الخلوية الرئيسية المطلوبة لإنشاء gametes haploid للتكاثر الجنسي. وقد كانت الكائنات الحية النموذجية مفيدة في فهم أحداث الكروموسوم التي تحدث خلال المرحلة المتوسطة، بما في ذلك الاقتران، وتشبج الاشتباك العصبي، والأحداث إعادة التركيب التي تضمن الفصل الكروموسومي السليم. في حين أن الماوس كان نموذجا هاما لفهم الآليات الجزيئية الكامنة وراء هذه العمليات ، وليس كل الأحداث meiotic في هذا النظام هي مماثلة لmeiosis الإنسان. لقد أظهرنا مؤخرًا الإمكانات المثيرة لسمك الحمار الوحشي كنموذج لتكوين الحيوانات المنوية البشرية. هنا نصف، بالتفصيل، أساليبنا لتصور الكروموسومات ميوتيك والبروتينات المرتبطة بها في الاستعدادات انتشار الكروموسوم. هذه الاستعدادات لديها ميزة السماح تحليل عالية الدقة من هياكل الكروموسوم. أولاً، نصف إجراء تشريح الخصيات من سمك الحمار الوحشي البالغ، يليه انفصام الخلايا، تحلل، وانتشار الكروموسومات. بعد ذلك ، نصف إجراء الكشف عن توطين بروتينات الكروموسومات المتوسطة ، عن طريق الكشف عن الفلور المناعي ، وتسلسل الحمض النووي ، عن طريق التهجين في الموقع (FISH). وتشمل هذه التقنيات مجموعة مفيدة من الأدوات للتحليل الخلوي لبنية الكروماتين ميوتيكية في نظام حمار وحشي. وينبغي أن يكون الباحثون في مجتمع سمك الحمار الوحشي قادرين على إتقان هذه التقنيات بسرعة ودمجها في تحليلاتهم القياسية للوظيفة الإنجابية.

المقدمة

الإنجاب الجنسي يستمر من خلال الجمع بين اثنين من الملة haploid، كل تحمل نصف الكروموسوم تكملة خلية جسدية. Meiosis هو قسم الخلايا المتخصصة التي تنتج الملة haploid من خلال جولة واحدة من تكرار الحمض النووي وجولتين متتاليتين من الفصل الكروموسوم. في المرحلة الأولى ، يجب أن تخضع الكروموسومات المتجانسة (homologs) للاقتران وإعادة التركيب والمشبك ، ويتميز هذا الأخير بتكوين مجمع synaptonemal الذي يتكون من محورين متجانسين يتم جسرهما بواسطة خيوط العرضية ، Sycp1(الشكل 1A ، B). الفشل في تنفيذ هذه العمليات بشكل صحيح يمكن أن يؤدي إلى إنتاج gametes aneuploid ، والتي هي السبب الرئيسي للإجهاض في البشر1. وقد تم تسهيل معرفتنا بالتنسيق بين الاقتران وإ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

تم تنفيذ جميع الأساليب التي تنطوي على حمار وحشي باستخدام المعايير الأخلاقية المعتمدة من قبل لجنة رعاية الحيوانات المؤسسية واستخدامها في جامعة كاليفورنيا في ديفيس.

1. إجراء انتشار الكروموسوم

ملاحظة: تم تصميم البروتوكول التالي لإنشاء 4-6 شرائح، مع مئات من النوى ميوتيك انتشار لكل شريحة. وستتوقف أعداد الخصيات المستخدمة على حجم السمك. نتوقع استخدام 20 الحيوانات في ~ 60 يوما بعد الإخصاب (dpf) و 15 الحيوانات في ~ 6 أشهر بعد الإخصاب (mpf). بالنسبة لسمك الحمار الوحشي الكبير (على سبيل المثال، 12 مليون متر فف) يجب أن تكون 10 الحيوانات كافية. كن على علم بأن الخصيات من بعض المسوخ meiotic (على سبيل المثال، spo11-/-)

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

لقد حددنا طريقة لإعداد وتصور حمار وحشي الحيوانات المنوية الاستعدادات انتشار. عندما يؤديها بشكل صحيح، لدينا إجراءات تسفر عن انتشار جيد، والنوى غير متداخلة. لاستعادة هذه النوى ، من المهم أن يكون المبلغ المناسب من المواد بدءا (أي الخصيتين) ، وعلاج الخصيتين لفترة كافية من الوقت في التربسين وعدد كاف من العلاجات DNase الأول. ويمكن بعد ذلك أن تكون هذه السبريدات ملطخة بالتيلوميرات والبروتينات الميوتيكلدراسة تطور الميوتي خلال المرحلة الأولية I. يصور الشكل 1 أمثلة لمست.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

هنا نصف طرق للتحقيق في موقع التيلوميرات والبروتينات المرتبطة الكروموسوم في السطح النووي ينتشر من الحيوانات المنوية معزولة عن الخصيتين حمار وحشي. نتوقع أن تكون هذه الأساليب قابلة للتطبيق لتحليل الحيوانات المنوية في الأنواع الأخرى teleost مع التكيف مع حجم الخصية.

في حين تم رفع عدد قليل فقط من الأجسام المضادة إلى البروتينات ميوتيك حمار وحشي، لقد كان النجاح باستخدام الأجسام المضادة التالية التي أثيرت إلى الإنسان (ح) أو الماوس (م) البروتينات. وقد أثار مختبرنا الأجسام المضادة لحمار وحشي Sycp1 البروت.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

شكر وتقدير

نشكر ترينت نيومان وماسودا شريفي على تعليقاتهما على المخطوطة و"نغوين" للمساعدة في تحسين طرق نشر وتلطيخ الكروموسومات من مقلدات الحمار الوحشي. تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد القومية للصحة R01 GM079115 الممنوحة لS.M.B.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
أنابيب الطرد المركزي سعة 1.5 مل العديدمن العلامات التجارية المتاحة
أنبوب الطرد المركزي الدقيق سعة 1.5 ملالعديد من العلامات التجارية المتاحة
16٪ فورمالديهايد ، خالي من الميثانولThermoFisher Scientific28908
2 ملالعديد من العلامات التجارية المتاحة
أغطية زجاجية مقاس 24 × 50 ممكورنينج2980-245
24 × 60 مم زجاجي الغطاءVWR International16004-312
50 مل أنابيب الطرد المركزي المخروطيةThermoFisher Scientific363696
حقيبة الأوتوكلافالعديد من العلامات التجارية المتاحةتستخدم لصنع أغطية بلاستيكية.
ألبومين مصل الأبقار (BSA)فيشر ScientificBP1605-100تحضير محلول مخزون 100 مجم / مل في ماء مقطر معقم.
مصفاة الخلية ، 100 & ميكرو ؛ مفيشر Scientific08-771-19
CF405M الماعز المضاد للدجاج IgY (H + L) ،البيوتيومللغاية 203775-500uLاستخدم في الساعة 1: 1000
دجاج مضاد ل zfSycp1تم إنشاؤه بواسطة مختبر بورغيسN / Aاستخدم في 1: 100
كولاجيناز من Clostridium< / em> histolyticumSigma-AldrichC0130-500MG
جرة كوبلنعدة العلامات التجارية المتاحة
DNase I ، الدرجة الثانية من البنكرياس البقريRoche Diagnostics10104159001
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)Fisher ScientificMT10014CV
Dumont رقم 5 FulpsFine ScienceTools 11252-30مطلوبان لتشريح الخصيتين.
أنابيب Eppendorf ، 5 ملVWR International89429-308
فورماميدفيشر ScientificBP228-100
جسم مضاد ثانوي مضاد للماعز IgY (H + L) مضاد للدجاج ، Alexa Fluor 488ThermoFisher ScientificA-11039استخدم عند 1: 1000
جسم مضاد ثانوي مضاد للماعز مضاد للدجاج IgY (H + L) ، Alexa Fluor 594ThermoFisher ScientificA-11042استخدم في 1: 1000
الماعز المضاد ل hDMC1سانتا كروز التكنولوجيا الحيويةsc-8973لا يعمل في أيدينا
الماعز المضاد للأرانب IgG (H + L) الجسم المضاد الثانوي الممتز عبر الماعز ، Alexa Fluor 488ThermoFisher ScientificA-11008استخدم في 1: 1000
الماعز المضاد للأرانب IgG (H + L) الجسم المضاد الثانوي الممتز ، Alexa Fluor 594ThermoFisher ScientificA-11012استخدم عند 1: 1000
مصلالماعزSigma-AldrichG9023-10mL
ملح الصوديوم الهيبارينSigma-AldrichH3393-100KU
غرفة الرطوبةفيشر Scientific50-112-3683
فرن التهجينVWR International230401V (موديل 5420)
حاضنة شاكرنيو برونزويك النموذج العلميكلاسيك C25
KClفيشر ScientificP217-500
KimwipesKimerbly-Clark Professional34155تستخدم لغرفة الرطوبة
KH2< / sub>PO4< / sub>Fisher ScientificP285-500
المجهرالعديد من العلامات التجارية المتاحةأي مجهر قياسي قادر على التكبير ~ 1.65X على الأقل.
شرائح المجهرفيشر Scientific12-544-7
ماوس مضاد للهامسترSCP3Abcamab97672لا يعمل في أيدينا
الماوس المضاد ل hMLH1BD Biosciences550838لا يعمل في أيدينا
الماوس المضاد ل hRPASigma-AlrichMABE285يعمل في أيدينا
Na2HPO4 · 7 H2< / sub>OFisher ScientificS373-500
NaClFisher ScientificS271-3
Photo-Flo 200 حلعلوم المجهر الإلكتروني74257
ماصات نقل البلاستيكالعديد من العلامات التجارية المتاحة
PNA TelC-Alexa647PNA Bio IncF1013تحضير حسب الشركة المصنعة تعليمات ق.
PNA TelC-Cy3PNA Bio IncF1002قم بالتحضير وفقا لتعليمات الشركة المصنعة.
ProLong Diamond Antifade MountantThermoFisher ScientificP36970
ProLong Diamond Antifade Mountant مع DAPIThermoFisher ScientificP36971
أرنب مضاد ل hRPABethylA300-244Aاستخدم في الساعة 1: 300
أرنب مضاد ل hSCP3Abcamab150292استخدم في 1: 200
أرنب مضاد ل hRad51GeneTexGTX100469استخدم في الساعة 1:300
سترات الصوديومفيشر ScientificS279-500
السكروزفيشر ScientificS5-500
مقص Supercut ، زاوية 30 درجة ، 10 سمفيشر Scientific50-822-353يمكن أيضا استخدام أي زوج من المقصات الصغيرة.
مجموعة سيلجاردفيشر NC9897184 العلميتحضير حسب تعليمات الشركة المصنعة.
تريتون X-100فيشر ScientificBP151-100خفف في الماء المقطر المعقم لعمل محلول عمل بنسبة 20٪. يحفظ في درجة حرارة الغرفة. يشكل Triton X-100 راسب عند تخفيفه في الماء ؛ يذوب الراسب بين عشية وضحاها.
التربسينورثينجتون للكيمياء الحيويةLS003708
التربسين من بياض بيض الدجاجسيجما ألدريتشT9253-500MG
توين 20بيو170-6531يخفف في الماء المقطر المعقم لصنع محلول عمل بنسبة 20٪. يحفظ في درجة حرارة الغرفة.
مقص زنبركي فاناس - 4 مم (مقص صغير)أدوات العلوم الدقيقة15018-10
رف المتصاص يكفي لا مثبط راد

المراجع

  1. Nagaoka, S. I., Hassold, T. J., Hunt, P. A. Human aneuploidy: mechanisms and new insights into an age-old problem. Nature Reviews Genetics. 13, 493-504 (2012).
  2. Zickler, D., Kleckner, N. Recombination, Pairing, and Synapsis of Homologs dur....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

تشريح الخصيتينتفكيك الخلايانشر الكروموسوماتالكشف بالفلورة المناعيةالتهجين الموضعي المتألقالمعالجة بـ DNase Iمحلول السكروزفورمالدهيد تريتون X-100