Образование кроссинговера между гомологичными хромосомами имеет важное значение для правильной сегрегации хромосом, а также для создания генетическогоразнообразия. Ошибки в формировании кроссинговера вызывают анеуплоидию, которая может привести к бесплодию, выкидышу и врожденным дефектам2. Частота кроссинговера варьируется в зависимости от области хромосомы, типа мутанта, возраста и пола, что подчеркивает необходимость точного измерения частоты кроссинговера при каждом изэтих условий. Общая цель этого метода состоит в том, чтобы точно измерить частоту кроссинговера каждого хромосомного домена и тем самым точно определить распределение кроссинговеров по всей длине хромосомы C. elegans.
Традиционно, двухточечное картирование с использованием морфологических маркеров использовалось для измерения частотыкроссовера 6,7,8,9,10. У C. elegans для создания хромосомных карт часто используются фенотипы пухлых, коротких, толстых тел (Dpy) и нескоординированных движений (Unc)6. Преимуществами данного метода являются его низкая стоимость и возможность анализа множества потомков. К недостаткам этих методов можно отнести ограниченность выбора интересующих локусов и невозможность использования летальных потомков, поскольку их фенотипы не видны. Чтобы преодолеть неудобство выбора сайта, транспозоны Tc1 были использованы в качестве маркеров для сайтов с полиморфной последовательностью-меченными (STS)11,12. Tc1 можно обнаружить с помощью ПЦР и электрофореза. В то время как стандартный штамм Bristol N2 имел 30 копий транспозона Tc1, изоляты C. elegans из Бержерака во Франции (RW7000 и DP13) имели 500 копий Tc1. Таким образом, количество и распределение транспозонов Tc1 варьирует среди изолятов, и это используется для анализа хромосом потомства гибридных червей между изолятами методом ПЦР. Впоследствии SNP также использовались для измерения частоты кроссовера и распределения13,14. SNP между штаммами Bristol N2 и Hawaiian CB4856 появлялся каждые1000 б.о. 15,16. SNP детектируются как полиморфизмы длины рестрикционных фрагментов (RFLP) с помощью ПЦР, рестрикционного расщепления и электрофореза. В последнее время в качестве более эффективныхмаркеров были предложены небольшие сайты вставки/делеции (InDel), а также SNP между Bristol N2 и Hawaiian CB4856. Однако измерение частоты кроссовера с помощью Tc1, RFLP и InDel требует трудоемких процессов, таких как ПЦР, обработка ферментами рестрикции и электрофорез. Если каждый процесс не оптимизирован в крупномасштабном анализе, результаты могут быть неправильно интерпретированы из-за таких факторов, как точность ПЦР, тип используемого фермента рестрикции, эффективность расщепления ДНК, а также четкость и разделение полос во время электрофореза. В отличие от этого, в предлагаемом методе используется генотипирование SNP методом ПЦР в реальном времени для обеспечения точной и точной количественной оценки.
Кроссоверы не распределяются случайным образом по хромосомам. У C. elegans одиночные кроссоверы, как правило, чаще образуются в руках и подавляются в центре 3,5. Морфологическое двухточечное картирование не может определить, где происходят кроссинговеры за пределами маркерных генов. И наоборот, картирование SNP позволяет увеличить количество маркеров и, как было показано, облегчает определение точной области кроссинговера вдоль всей хромосомы 5,14,18. В этом исследовании мы использовали границы хромосомных доменов, предложенные Rockman и Kruyglyak5, и выбрали четыре SNP для анализа: на обоих концах хромосомы и на обоих концах границ центра/плеча.
Используя преимущества предыдущих методов, мы предложили точный и быстрый метод обнаружения SNP методом ПЦР в реальном времени с использованием TaqMan, 5'-нуклеазы19 для измерения кроссинговера между левым плечом, центром и правым плечом каждой хромосомы. Преимущества нашего метода перед альтернативными технологиями, по сравнению с предыдущими исследованиями 20,21,22, заключаются в точности и простоте. Этот метод представляет собой метод перекрестного анализа C. elegans с помощью количественной ПЦР и широко подходит для исследователей, изучающих мейоз.