Myszy są szeroko wykorzystywane jako organizm modelowy do badania mejozy u ssaków. Można ocenić zarówno normalne procesy rozwojowe, jak i defekty, które występują podczas mejozy. Oś czasu i progresję istotnych cech, które występują podczas profazy I i podetapów, a także mnogość specyficznych białek zaangażowanych w procesy kluczowe dla regulacji mejozy, można scharakteryzować zarówno u myszy typu dzikiego, jak i zmutowanego. Kilka wyspecjalizowanych procesów, które zachodzą podczas mejozy I, można szczegółowo zbadać (recenzja w Handel i Schimenti1). Obejmują one tworzenie i naprawę pękania podwójnej nici DNA (DSB), rekombinację, tworzenie kompleksów synaptonemalnych i segregację chromosomów.
Ważnym aspektem badania procesów mejotycznych jest możliwość badania jąder zawierających homologiczne chromosomy, które są wizualnie i optycznie rozdzielone, aby lepiej rozróżnić i zidentyfikować podetapy profazy I. Profaza I składa się z 5 podetapów, które charakteryzują się specyficznymi cechami, w tym tworzeniem kompleksu synaptonemalnego (SC). SC jest trójdzielnym rusztowaniem białkowym, które umożliwia parowanie i naprawę pęknięć dwuniciowych DNA homologów. Podczas leptonema homologi wyrównują się, gdy układane są elementy osiowe SC. Następnie przyłączenie elementów centralnych do kompleksu synaptonemalnego podczas zygonemy ułatwia parowanie i fizyczne połączenie (synapsę) między parami homologów. Podczas pachynema synapsa homologów staje się kompletna, a krzyżówki DNA powstają w wyniku naprawy wybranej populacji pęknięć dwuniciowych DNA poprzez rekombinację homologiczną. SC rozkłada się podczas diplonemy, umożliwiając homologom desynapsę, ale pozostają przyłączone w swoich centromerach i w miejscach krzyżowania DNA. Wreszcie, podczas diakinezy, homologi ponownie się kondensują i następuje przejście do metafazy1.
Historycznie rzecz biorąc, powierzchniowe rozprzestrzenianie się chromatyny mejotycznej dało niewiele jąder, szczególnie tych z wczesnych stadiów profazy I2. W rezultacie metody te zostały zmodyfikowane w celu poprawy separacji komórek od tkanek (tj. jądra lub jajnika), techniki rozprowadzania chromatyny mejotycznej oraz uzyskania wysokiej jakości jąder mejotycznych do oceny2,3,4. Ponadto metoda ta okazała się przydatna w zachowaniu białek związanych z jądrami jądrowymi i chromatyną w jądrach mejotycznych, jak wykazano za pomocą opublikowanych technik immunolokalizacji5,6,7. W związku z tym metoda początkowo opisana przez Peters2 i zademonstrowana tutaj daje wiele oddzielnych pękniętych jąder spermatocytów zawierających homologi poddawane podetapom leptotenu, zygotenu, pachytenu, diplotenu i diakinezy profazy I.
Technika przygotowania jąder rozprzestrzeniania się powierzchniowego (zwana również analizą rozprzestrzeniania chromatyny) jest szeroko stosowana do badania mejozy w dziedzinie biologii reprodukcyjnej i komórkowej. Szkiełka zawierające jądra rozsiane powierzchniowo mogą być następnie wybarwione immunologicznie przeciwciałami przeciwko białkom będącym przedmiotem zainteresowania lub poddane barwieniu srebrem, a następnie analizowane pod mikroskopem. Metoda jest podobna zarówno dla samców, jak i samic myszy, chociaż modyfikacje zostały opisane dla samic myszy 2. Ważne jest, aby nie przemielić kanalików nasiennych. Jądra muszą być również dobrze rozsiane, tak aby następujące homologi immunobarwiące i związane z nimi białka były wyraźnie widoczne pod mikroskopią. Jądra rozsiane powierzchniowo można przygotować w ciągu zaledwie kilku godzin i natychmiast wybarwić immunologicznie lub przechowywać w temperaturze -80 °C przez maksymalnie 3 tygodnie przed rozmrożeniem i barwieniem immunologicznym. Jednak optymalne wyniki najlepiej uzyskuje się dla niektórych białek, jeśli barwienie immunologiczne zostanie przeprowadzone natychmiast lub w ciągu 2 tygodni od przygotowania jąder rozsianych powierzchniowo. Preparaty mogą być barwione immunologicznie za pomocą standardowego protokołu przy użyciu przeciwciał przeciwko białkom będącym przedmiotem zainteresowania, a następnie inkubowane z przeciwciałami drugorzędowymi sprzężonymi z białkami fluorescencyjnymi lub barwnikami, a następnie obrazowane za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej8. W dniu po urodzeniu 15 - 21 na parę jąder typu dzikiego przypada wystarczająca ilość tkanki, aby uzyskać 6-10 szkiełek, a starsze myszy (w tym dorosłe) dadzą więcej szkiełków. Jednak myszy typu dzikiego w wieku 6 tygodni i starsze również dadzą więcej komórek postmejotycznych (tj. plemników) na szkiełkach po barwieniu immunologicznym. Ponadto wszystkie podetapy profazy I można zaobserwować u myszy młodocianych i dorosłych. Jądra od samców w dniach po urodzeniu od 10 do 15 dadzą znacznie więcej komórek leptotenu i zygotenu. Myszy starsze niż 14 do 15 dni po urodzeniu wydadzą więcej jąder pachytenu i diplotenu.
Tutaj opisujemy i demonstrujemy szeroko stosowaną metodę przygotowania jąder rozsianych powierzchniowo z mysich spermatocytów.