$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Hybrydyzacja DNA in situ (DNA ISH) jest powszechnie stosowaną metodą mapowania sekwencji do określonych regionów chromosomów. Sondy do pojedynczych regionów kopii w euchromatynie można wygenerować za pomocą kilku podejść, w tym translacji lub znakowania końcowego długich produktów DNA1,2 oraz włączenia nukleotydów przyłączonych do deoksygeniny (DIG) i ich rozpoznawania przez szeroką gamę przeciwciał sprzężonych z grupami1-3. Wizualizacja sekwencji euchromatycznych w liczbie kilku lub pojedynczych kopii wymaga użycia pojedynczych, dużych sond o wysokiej aktywności właściwej lub koktajlu wielu, mniejszych sond, które łącznie wzmacniają sygnał.
Natomiast wysoce powtarzalne sekwencje występujące w heterochromatynie, takie jak satelitarne DNA, są łatwiejszym celem dla DNA ISH, ponieważ zwykle istnieją jako dziesiątki do tysięcy powtórzeń zgrupowanych w pojedynczych regionach chromosomowych znanych jako bloki. Elementy transpozycyjne można również znaleźć przy dużej liczbie kopii w różnych loci chromosomowych2. W takich przypadkach pojedyncze sondy o niskiej aktywności właściwej mogą skutecznie oznaczać sekwencje heterochromatyczne ze względu na ich hybrydyzację w wielu miejscach. Sondy do powtarzających się sekwencji mogą być syntetyzowane komercyjnie jako krótkie oligonukleotydy (30-50 pz) i chemicznie sprzężone z dowolną z wielu różnych grup fluorescencyjnych. Mapowanie powtarzających się sekwencji w obrębie heterochromatyny przy użyciu technologii sekwencjonowania genomu jest trudne ze względu na wyzwania napotkane przy budowie rusztowań w wysoce powtarzalnych blokach satelitarnych4-6,7. Obecnie ISH jest najskuteczniejszym sposobem mapowania tych sekwencji na poziomie subchromosomów. Strategia ta jest ważna dla mapowania dużej liczby powtarzających się sekwencji, które są odkrywane w trwających badaniach sekwencjonowania genomu i transkryptomu.
Wydajność i łatwość mapowania powtarzających się sekwencji na chromosomach montowanych na szkiełku znacznie zwiększyłaby uproszczony protokół dla DNA ISH. Na przykład, istniejące protokoły dla DNA ISH obejmują wielokrotne płukanie zhybrydyzowanych tkanek w roztworze formamidu2,8, co znacznie wydłuża czas wymagany do mapowania sekwencji, a także wytwarza duże ilości odpadów chemicznych dla tego kosztownego odczynnika. Tutaj opisujemy poprawioną metodę DNA ISH, która omija potrzebę mycia formamidem i wykorzystuje podstawowy sprzęt laboratoryjny i odczynniki. Metoda ta została pierwotnie zaprojektowana do szybkiego mapowania wysoce powtarzalnych sekwencji DNA w heterochromatycznych regionach neuroblastów larwalnych Drosophila przy użyciu komercyjnie zsyntetyzowanych oligonukleotydów, które są sprzężone z barwnikami fluorescencyjnymi. Jednak metoda ta sprawdza się również w przypadku mapowania powtarzających się sekwencji przy użyciu większych sond syntetyzowanych w inny sposób9,10 i w wielu różnych typach tkanek i chromosomów. Ponadto metoda ta może być używana do mapowania sekwencji euchromatycznych przy użyciu dłuższych lub wielu, krótkich sond w interesującej nas sekwencji euchromatycznej.