$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Наиболее важным этапом процедуры высокого давления является надлежащее раздавливание клеток-кормилиц яичников, выделенных на III стадии развития яичников по методу Кристоферса13. Неправильное сдавливание может привести к недостаточному распространению хромосом, что может вызвать проблемы при попытке определить местоположение зонда после FISH. Если хромосомы чрезмерно сжаты, они могут быть сломаны или удлинены до такой степени, что полосатые узоры будут утрачены. Создание нескольких слайдов должно привести к согласованности при попытке сжатия слайдов с помощью инструмента Dremel, что повысит общую эффективность производства слайдов. Метод высокого давления был впервые разработан для недавно выделенных слюнных желез D. melanogaster9. Тем не менее, яичники комаров обычно консервируют в модифицированном фиксирующем растворе Карноя (3 метанола: 1 ледяная уксусная кислота по объему) перед тем, как они используются для хромосомных препаратов. Поэтому мы модифицировали существующий протокол измерения высокого давления, чтобы сделать его подходящим для неподвижных политенных хромосом клеток яичников-кормилиц малярийного комара An. gambiae. Поскольку высокое давление применяется с помощью прецизионных тисков, обладающих высокопараллельной рабочей поверхностью всего предметного стекла, для подготовки хромосомного сквоша требуется значительно меньше времени, чем при использовании традиционной техники постукивания ластиком карандаша.
К другим важным этапам можно отнести достаточное замачивание фолликулов в 50% пропионовой кислоте и нагрев предметного стекла. Оба эти шага необходимы для выравнивания хромосом. Если ими пренебречь, хромосомы могут казаться блестящими после обезвоживания, что потенциально приводит к переизбытку фона, который можно принять за сигнал в FISH. Техника сжатия под высоким давлением также хорошо работает при использовании тех же растворов при изготовлении препаратов митотических хромосом. Дополнительное растяжение и уплощение помогает лучше экспрессировать хромосомы из их ядер. Добавление равного давления должно соответствующим образом сгладить их, чтобы обеспечить измерения и потенциально лучшее разрешение полос, видимых от окрашивания. Подробности об выделении митотических хромосом у комаров приведены в другом месте15. Несмотря на то, что обычных препаратов для приготовления кабачков достаточно для многих целей, включая FISH 16 и иммуноокрашивание17, метод высокого давления не только снижает потенциальную дисперсию от одного слайда к другому, но и повышает общее качество хромосом, что приводит к более высокой детализации при картировании хромосом. Эта процедура также может быть использована для подготовки политенных хромосомных мембранных стекол для лазерной микродиссекции.
К ограничениям метода высокого давления относятся поломка предметного стекла и чрезмерное растяжение хромосом. Поломка ползуна, вызванная слишком большим напряжением на предметное стекло через тиски, возможна, но ограничена использованием давления, указанного в статье. При чрезмерном растяжении хромосом, если инструмент Dremel прикладывается к предметному стеклу в течение длительного периода времени, существует вероятность того, что хромосомы могут стать слишком растянутыми и потерять разрешение. Это можно исправить, применяя инструмент в течение короткого периода времени, проверяя под микроскопом и уделяя больше времени с помощью инструмента Dremel, если хромосомы недостаточно распределены.
Традиционный протокол FISH включает в себя ряд этапов промывки и инкубации, которые обычно длятся 5-20 минут и требуют почти полного внимания исследователя на протяжении всего эксперимента. Более того, количество слайдов, которые можно обрабатывать вручную, обычно ограничено несколькими слайдами в данном эксперименте. В отличие от этого, автоматизированная система окрашивания предметным стеклом выполняет все этапы (включая промывку, инкубацию, нанесение зонда, денатурацию, гибридизацию, нанесение покровного стекла и удаление) автоматически. Это освобождает до 6-8 рабочих часов для исследователя в эксперименте FISH. Кроме того, автоматизированная система FISH позволяет значительно увеличить пропускную способность. Например, система Xmatrx способна обрабатывать до 40 анализов на предметных стеклах с одним препаратом и до 80 анализов на предметных стеклах с двумя препаратами одновременно. Одним из недостатков этой системы является то, что она не эффективна для небольшого числа экспериментов FISH, так как требует приготовления больших объемов растворов. Кроме того, запрограммированный в системе протокол FISH может потребовать модификации и корректировки для новых приложений.
Система сканирования предметного стекла представляет собой автоматизированную версию флуоресцентного микроскопа. Автоматизированное перемещение предметного столика и простая панель управления микроскопом освобождают время исследователя и делают работу с микроскопом предельно простой. Например, программное обеспечение в сканирующей системе ACCORD PLUS позволяет легко захватывать несколько каналов флуоресценции и легко управлять получением изображений. Примером этого является включение захвата z-стека, а не съемки одного изображения; Программное обеспечение захватывает настраиваемый Z-стек изображений, чтобы гарантировать, что по крайней мере одно изображение остается в фокусе. Хотя эта система больше предназначена для получения нескольких изображений (много клеток на одном слайде), она все же делает поиск хромосом на слайде намного проще, чем навигация по слайду вручную.
Как автоматизированная система окрашивания предметными стеклами, так и система сканирования регулярно используются в цитогенетических клиниках для FISH-диагностики хромосомных аномалий в клетках человека. В этом исследовании мы разработали протокол, который использует эти автоматизированные системы для базового исследовательского приложения. Автоматизированный протокол физического картирования с высокой пропускной способностью может способствовать быстрой разработке физических хромосомных карт для любых видов, представляющих интерес. Хотя в этом отчете мы использовали политенные хромосомы для физического картирования, митотические хромосомы также могут быть использованы с этими системами. Было бы полезно, чтобы протокол был адаптирован к митотическим хромосомам, потому что большинство организмов не развивают читаемые политенные хромосомы. Тем не менее, политенные хромосомы, когда они доступны, могут предоставить полезную информацию о соответствии доменов функционального генома структуре хромосомы с самым высоким разрешением. Организационные принципы политенных хромосом, такие как узоры полос и межполосных зон, в последнее время были уподоблены принципам организации регулярных неполитенных (интерфазных) хромосом18. Таким образом, детальное физическое картирование, выполненное на хромосомных препаратах высокого давления, может связать последовательности ДНК со специфическими хромосомными структурами, такими как полосы, межполосы, пуховки, центромеры, теломеры и гетерохроматин; Таким образом, создаются сборки генома на основе хромосом.