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Mappatura genetica meiosi, comunemente noto come analisi tetrade, è fondamentale per la genetica del lievito. In breve, due ceppi aploidi, ognuna contenente una sola copia di ciascun cromosoma, sono abbinati a formare un ceppo diploide eterozigote con due copie di ciascun cromosoma, uno da ciascun genitore. Starving cellule diploidi per l'azoto induce meiosi (sporulazione), in cui i cromosomi duplicati, subiscono riarrangiamento, e si dividono in quattro cellule aploidi (spore o segreganti) con nuove combinazioni di alleli di ciascun genitore. Le quattro spore derivanti da una singola meiosi possono essere isolati da un processo manuale chiamato tetrade dissezione.
Tetrade convenzionale dissezione 2,3 che è cambiato relativamente poco dopo la pubblicazione originale nel 1937 4, ha tre obiettivi. In primo luogo, le cellule che hanno subito la meiosi (tetradi) devono essere isolati da uno sfondo di cellule vegetative. In analisi convenzionale, questo viene realizzato da un ricercatore che, utilizzandoun microscopio, identifica visivamente tetradi su una piastra di agar e impiega un apparato micromanipolatore identificare visivamente tetradi su una piastra di agar e utilizzando un micromanipolatore per spostare il tetrade su una zona senza cellula della piastra. Successivamente, i quattro spore della tetrade devono essere fisicamente separati per evitare interspore accoppiamento. Le spore all'interno di una tetrade sono tenuti insieme da entrambi un asco, il resto della parete cellulare della cellula diploide originale, e una serie di interspore ponti 5. Nell'analisi tetrade convenzionale asco viene rimosso mediante digestione enzimatica, e un ricercatore utilizza il micromanipolatore per rompere i ponti interspore e prendere in giro a parte le spore. Infine, le singole spore sono disposte in un modello a griglia che mantiene il rapporto tra le spore, cioè tutti progenie in una fila di quattro sono spore sorelle della stessa tetrade originale. Un ricercatore lievito esperto in grado di completare il processo di dissezione 10 tetradi (un numero minimo generalmente accettatoa croce) in circa 15 min.
Abbiamo sviluppato un nuovo metodo tetrade di genotipizzazione high-throughput, che noi chiamiamo B arcode E nabled S equencing di T etrads (BEST) 1. BEST amplia gli attuali metodi di genetica high-throughput, consentendo la generazione e la genotipizzazione di un gran numero di discendenti che sono isolate, di genotipi, e mantenute come individui in un modo che permette i rapporti spore sorelle di tutti e quattro i prodotti meiotiche da recuperare. Ciò avviene utilizzando tre strategie principali (Figura 1). Il primo è l'introduzione di un costrutto reporter di etichette che le cellule che hanno subito meiosi con GFP e permette loro di essere isolati da cellule fluorescenza-attivato (FACS). Seconda è l'incorporazione di un codice a barre DNA altamente complesso (una stringa di 15 nucleotidi casuali) in una forma che si trasmette a tutti e quattro spore di un tetrade e può essere letto dal sequenziamento del DNA ricombinante della Progeny, e quindi identifica spore sorelle dalla stessa tetrade. Terzo è il passo genotipizzazione, e migliore è compatibile con numerose piattaforme di genotipizzazione che catturano sia un set di marcatori genomici così come il codice a barre specifico tetrade. Impieghiamo un sito-associata DNA tag sequenziamento restrizione (RAD-seq) 6 metodo che dirige il sequenziamento del genoma di specifici siti di restrizione 1, catturando in tal modo un consistente 2-3% del genoma dei ceppi progenie così come il codice a barre plasmide-borne . Il recupero dei rapporti tetrade insieme ai dati di genotipizzazione empiricamente derivata dalla croce permette l'inferenza accurata delle informazioni mancanti, compreso lo stato di marcatori con bassa copertura sequenza e il genotipo completo di individui non vitali (e quindi non recuperabili). Qui, si descrive l'applicazione del metodo nel microrganismo più comunemente usato per la mappatura meiotica, il lievito S. cerevisiae. Tuttavia, con sostituzioni minori di rea-specifico organismosignori, ad esempio, diverse proteine specifiche per sporulazione fusi a GFP, il metodo dovrebbe essere facilmente trasferibile ad altri microrganismi, compresi gli organismi in cui la mappatura meiotic è significativamente più alta intensità di manodopera o attualmente intrattabile.

Figura 1. Metodo migliore. (A) Il plasmide pCL2_BC è un plasmide 2 micron con una fusione GFP-specific sporulazione, resistenza a G418, e un codice a barre casuale 15-mer. Costruzione del plasmide biblioteca è descritto in Ludlow et al 1. (B) Un pool di plasmidi barcode viene trasformato nel ceppo diploide da una croce. (C) trasformanti vengono poi coltivate su selezione e ~ 10.000 colonie trasformate sono raggruppati e sporulate. Durante la meiosi ogni spore di una tetrade eredita un copy del plasmide codice a barre. (D) tetradi sono separati dalle cellule unsporulated mediante FACS e raccolti su piastre di agar, dove vengono digeriti e interrotti per consentire a ciascun spore per formare una colonia. (E) Le colonie vengono poi raccolti in piastre a 96 pozzetti, caratterizzati fenotipicamente e genotipizzazione. Durante la genotipizzazione del codice a barre plasmide viene letto e utilizzato per identificare i quattro membri di ogni tetrade. Questa cifra è stata modificata da Ludlow et al 1. Cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.