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$$\longrightharp{xx}$$,
1. Preparação de cromossomo politênico de alta pressão a partir de células de enfermeira ovariana
- Dissecar fêmeas de Anopheles semi-grávidas 25 horas após a alimentação sanguínea sob um microscópio de dissecção e fixar os ovários em solução de Carnoy modificada com metanol (100% metanol: ácido acético glacial, 3: 1). Nesta fase, os ovários estão no estágio III de desenvolvimento de Christophers, quando os folículos têm uma forma oval e uma área transparente com células enfermeiras dentro dos folículos tem uma forma redonda13. Coloque os ovários de aproximadamente cinco fêmeas em 500 μl de solução de Carnoy modificada em um tubo Eppendorf de 1,5 ml e mantenha-os em temperatura ambiente por 24 horas. Transfira os ovários para -20 °C para um armazenamento de longo prazo.
- Prepare a solução de Carnoy modificada com etanol (100% etanol: ácido acético glacial, 3:1) e 50% de ácido propiônico antes de fazer as lâminas. Coloque um par de ovários em uma lâmina sem poeira em uma gota de solução de Carnoy modificada. Divida os ovários em aproximadamente 6 seções com agulhas de dissecação e coloque-os em gotas de ácido propiônico a 50% em lâminas limpas sob um estereomicroscópio de dissecação MZ6 Leica. Use um slide separado para cada seção.
- Separe os folículos dissecando usando agulhas e limpe o tecido restante com papel de filtro ou toalha de papel sob um microscópio de dissecação. Adicione uma nova gota de ácido propiônico a 50% aos folículos e deixe-os descansar por 3-5 minutos em temperatura ambiente. Coloque uma lamínula em cima da gota de ácido propiônico a 50%. Deixe o slide repousar por aproximadamente 1 minuto.
- Enrole a lâmina com papel de filtro e plástico. Usando uma ferramenta rotativa Dremel 200 com um acessório de eixo flexível e ponta de plástico macio entre 3000-5000 RPM, extraia os folículos girando a ponta em círculos e pressionando levemente a lamínula para espalhar uniformemente os núcleos. Esta etapa deve levar aproximadamente 1 minuto. Verifique a qualidade da propagação com um microscópio de fase Olympus CX41 usando uma objetiva de 20x.
- Prepare um sanduíche colocando uma lamínula adicional ao lado da lamínula que cobre os cromossomos e cubra-os com uma segunda lâmina de microscópio. Isso reduz a chance de esmagar a corrediça no torno. Enrole as lâminas com uma folha de plástico que vem em recipientes de vidro e papel de filtro para segurar o sanduíche e proteger a lâmina de arranhões devido ao torno.
- Aplique pressão nas corrediças através de um torno mecânico. Uma pressão de 85-120 polegadas-lbs é suficiente e é alcançada usando uma chave de torque. Esta etapa é necessária para achatar os cromossomos o máximo possível.
- Remova a segunda lâmina do microscópio e a lamínula adicional. Aquecer a lâmina com a lamínula que cobre os cromossomas a 55 °C num sistema de desnaturação/hibridização das lâminas durante 10-15 minutos para achatar ainda mais os cromossomas. Mergulhe a lâmina em nitrogênio líquido por pelo menos 15 segundos e, quando o borbulhar parar, remova rapidamente a lamínula com uma lâmina de barbear. Coloque imediatamente as lâminas em etanol frio a 50% por 5 minutos. Desidratar lâminas em 70%, 90%, 100% etanol por 5 minutos cada. Secar ao ar livre.
2. FISH usando um sistema automatizado de coloração de lâminas
O programa é configurado com o sistema automatizado de coloração de lâminas Xmatrx para executar as seguintes etapas, exceto a rotulagem da sonda. O protocolo detalhado de rotulagem de tradução de entalhe é descrito na documentação fornecida com a DNA polimerase da Fermentas.
- Antes do FISH, prepare sondas fluorescentes rotulando o DNA genômico do BAC com um fluorocromo usando um protocolo de tradução de entalhe. Misture 1 μg de DNA, 0,05 mM de dATP, dCTP e dGTP não marcados e 0,015 mM dTTP, 1 μl Cy3- ou Cy5-dUTP, 0,05 mg / ml BSA, 5 μl de tampão de tradução de corte 10x, 20 unidades de DNA polimerase I, 0,0012 unidades de DNase I e água livre de nuclease a 25 μl. A relação DNA polimerase I/DNase I é selecionada empiricamente para obter sondas com uma faixa de tamanho de 300 a 500 pb. Incubar a mistura a 15 °C durante 1 hora.
- Coloque lâminas e reagentes no sistema automatizado de coloração de lâminas Xmatrx e inicie o programa para executar as etapas a seguir. Aplique 800 μl de 1x PBS por 20 min. Sopre as corrediças com ar. Realize a fixação da formalina aplicando 450 μl de formalina a 4% em 1x PBS por 1 min, seguida de lavagens com etanol a 100% por 1 segundo duas vezes e por 2 min uma vez. Sopre as corrediças com ar.
- Aqueça as lâminas a 45 °C por 2 min para evitar bolhas ao aplicar as sondas. Aplique 20 μl das sondas de DNA, adicione gotas de óleo mineral para evitar a evaporação de uma solução de hibridização e coloque uma lamínula por cima. Desnature cromossomos e sondas de DNA aquecendo lâminas a 90 ° C por 10 min.
- Para hibridização, incubar as lâminas a 42 °C durante 14 horas com lamínulas. A solução de hibridização consiste em 2x SSC, 100 mM de fosfato de sódio, 1x solução de Denhardt, 100 μg/ml de azida sódica e 10% de sulfato de dextrano em formamida.
- Para lavagens rigorosas, aqueça as lâminas a 42 °C por 2 min, remova as lamínulas, lave as lâminas em 2x SSC por 1 segundo 4 vezes. Sopre as corrediças com ar. Aplique 800 μl de 0,4x SSC a 42 °C por 10 min 2 vezes. Lave as lâminas em 2x SSC a 25 °C por 10 min.
- Realize a coloração cromossômica aplicando 50 μl de 1 μM YOYO-1 em 1x PBS. Aplique gotas de óleo mineral para evitar a evaporação da solução de coloração, coloque lamínulas e incube a 25 °C por 10 min. Remova as lamínulas, lave as lâminas em 2x SSC por 1 segundo 4 vezes. Sopre as corrediças com ar. Aplique 15 μl de reagente antidesbotamento ProLong Gold. Coloque lamínulas.
3. Leitura de slides com um sistema automático de imagem fluorescente
Esta seção detalha o uso do software Duet, que vem de fábrica com o sistema de digitalização automatizado ACCORD PLUS. As instruções começam após ligar nesta ordem: Fonte de alimentação Olympus U-RFL-T para uma lâmpada halógena, computador Dell precision T3500, microscópio Olympus BX61 com uma câmera conectada Olympus U-CMAD3.
- Para configurar o Pre-Scan 10x, abra o software Duet no sistema de digitalização automatizado ACCORD PLUS. Clique no botão "Online". Insira o novo ID do caso e atribua um ID do slide. Clique no ponto rotulado "BF". Esta é a opção de campo claro. Defina uma opção de digitalização como "10x Prescan". Use "círculo de 2500x", "círculo de 10000x" ou "retângulo". Clique em "Definir e executar" para 10x Pre-Scan.
- Clique no botão "OK" para executar o 10x Pre-Scan. Siga as instruções para ajustar a digitalização corretamente. Clique em "Concluir" para iniciar a verificação. Pressione a guia "Principal" para voltar à tela principal. Clique no botão "Offline". Encontre o ID do caso e o ID do slide que foram atribuídos e clique em "Verificação offline". Na caixa preta na área superior esquerda, clique em uma seta e selecione "10x Prescan". Usando as setas (< || Δ > também conhecidos como botões "voltar", "pausar", "reproduzir", "avançar"), percorra as imagens digitalizadas.
- Depois de encontrar uma imagem de interesse, clique duas vezes na tela no meio da região de destino e pressione "Snap". Isso terá como alvo uma imagem para captura posterior. Depois de selecionar todos os alvos, clique em "Classificar". Selecione "10x Prescan". Clique com o botão direito do mouse em uma imagem e tenha a chance de classificá-las. Selecione "Politeno".
- Configure o 40x Pre-Scan no software Duet. Clique em "Principal" para voltar ao menu principal. Selecione "Online" novamente. Selecione um slide. Altere "BF" para "FL". Altere o nome da tarefa para "Revisit-X40-RG". Altere a seção logo abaixo da última configuração para "Revisit-ALL". Clique em "Definir e executar". Pressione "OK". Siga as instruções novamente para configurar a automação. Clique no botão "Iniciar visualizações correspondentes" para corresponder imagens 10x e 40x. Clique em "Concluir" para iniciar a verificação. Feito isso, clique em "Classificar" e veja as imagens.
4. Resultados representativos
A Figura 1 descreve graficamente o esquema da preparação cromossômica de alta pressão. Esta etapa envolve o processo de esmagamento e achatamento de cromossomos usando uma ferramenta Dremel e torno mecânico, bem como a visualização cromossômica usando um microscópio de contraste de fase. A Figura 2 ilustra a hibridização de uma sonda marcada com fluorescência para direcionar o DNA nas preparações de lâminas cromossômicas usando um sistema automatizado de coloração de lâminas, o uso de um microscópio de varredura automatizado para visualizar e mapear as sondas após o experimento FISH e colocar e orientar andaimes genômicos nos cromossomos.
Preparações de cromossomos politênicos de células de enfermeira ovariana de fêmeas de An. gambiae foram feitas usando a técnica de alta pressão. Este método não danifica ou altera a maior parte da estrutura cromossômica (Figura 3). Ele achata os cromossomos dobrados e, portanto, revela faixas finas ocultas que não são vistas em preparações regulares (Figura 4).
As sondas usadas neste protocolo são clones genômicos de DNA BAC obtidos de uma biblioteca ND-TAM BAC gerada a partir do DNA da cepa PEST de An. gambiae. O DNA genômico para esta biblioteca foi extraído de larvas de primeiro ínstar recém-eclodidas de ambos os sexos. A Figura 5 mostra os resultados de FISH usando clones BAC hibridizados com cromossomos politênicos de An. gambiae. Este procedimento foi realizado usando o sistema automatizado de coloração de lâminas Xmatrx. Usando um fotomapa citogenético para An. gambiae10, dois clones de BAC, 102B24 (GenBank: BH372701, BH372694) e BAC 142O19 (GenBank: BH368703, BH368698), foram localizados nas subdivisões 16C e 16D do braço 2R, respectivamente. No entanto, a pesquisa BLAST contra a cepa Pest de An. gambiae AgamP3 assembly 14 identificou as sequências homólogas a 102B24 e 142O19 nas subdivisões 16B e 17A do braço 2R, respectivamente (Tabela 1). Portanto, a correspondência entre as coordenadas genômicas e as subdivisões citogenéticas pode agora ser ajustada de acordo com nossos dados de mapeamento. A pesquisa BLAST contra os conjuntos de genoma da forma M e da forma S de An. gambiae descobriu que os dois clones BAC estão localizados em contigs diferentes, mas nos mesmos andaimes dentro de cada forma (Tabela 1). Os contigs identificados agora podem ser associados a localizações cromossômicas específicas. Além disso, os andaimes identificados podem agora ser devidamente orientados dentro das subdivisões citológicas 16CD. Curiosamente, as distâncias entre as sequências 102B24 e 142O19 nos andaimes são 1.892.981 pb, 1.658.391 pb e 1.688.426 pb nas montagens do genoma da cepa PEST, forma M e forma S, respectivamente. Como a cepa PEST é um híbrido entre as formas M e S, essa diferença provavelmente se deve à montagem incorreta do genoma PEST.
BAC
(adesão)
PEST-cepa
AgamP3
Coordenadas
Forma M
contigs
Coordenadas
Forma M
andaimes
Coordenadas
Forma S
contigs
Coordenadas
Forma S
andaimes
Coordenadas
102B24
(BH372694)
2R:AAAB0100
8844_26 (16B)
43.681.342-
43.681.874
ABKP020247
53.1
32.513-
33.045
EQ090167.1
1.858.377-
1.858.909
ABKQ010123
32.1
4.299-
4.832
EQ099711.1
215.891-
216.424
102B24
(BH372701)
2R:AAAB0100
8844_28 (16B)
43.788.213-
43.788.969
ABKP020247
51.1
24.816-
25.575
EQ090167.1,
1.772.683-
1.773.442
ABKQ010123
35.1
27.782-
28.540
EQ099711.1,
305.514-
306.272
142O19
(BH368698)
2R:AAAB0100
8805_5 (17A)
45.428.580-
45.429.264
ABKP020247
01.1
2.499-
3.185
EQ090167.1
315.806-
316.492
ABKQ010123
76.1
49.242-
49.942
EQ099711.1
1.791.625-
1.792.325
142O19
(BH368703)
2R:AAAB0100
8805_8 (17A)
45.560.099-
45.574.323
ABKP020220
17.1
30.971-
32.469
EQ090167.1
200.518-
202.016
ABKQ010123
79.1
27.760-
28.508
EQ099711.1
1.903.569-
1.904.317
Tabela 1. Resultados BLAST das sequências de terminação BAC contra as montagens do genoma de An. gambiae.

Figura 1. Representação esquemática da preparação cromossômica de alta pressão. Os ovários do mosquito são mostrados no estágio correto de desenvolvimento.

Figura 2. Um esquema que representa FISH automatizado, varredura de lâminas e mapeamento cromossômico de andaimes genômicos.

Figura 3. Uma disseminação do cromossomo politênico 3 de An. gambiae obtida usando a técnica de alta pressão. 3L e 3R marcam os braços esquerdo e direito em seus telômeros. PH e IH indicam heterocromatina pericêntrica e intercalar, respectivamente.

Figura 4. Comparação de cromossomos politênicos de An. gambiae preparados usando a técnica tradicional (superior) e de alta pressão (inferior). As imagens cobrem as subdivisões 29A-30E do braço 3R (A) e 43D-46D do braço 3L (B).

Figura 5. FISH de clones BAC para cromossomos politênicos de An. gambiae. A) Hibridização de 102B24 (sinal vermelho) com o braço 2R. B) FISH de duas cores de 102B24 (sinal vermelho) e 142O19 (sinal azul) para as subdivisões 16C e 16D do braço 2R esticado, respectivamente. As setas indicam sinais de hibridização de clones BAC marcados com Cy3 (vermelho) e Cy5 (azul). C-a região centromérica. a/+ mostra a inversão heterozigótica 2La. Os cromossomos foram contracorados com o fluoróforo YOYO-1.