$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Haploid yuvarlak spermatidler, spermiyogenez adı verilen bir süreçle spermatozoaya farklılaşır. Bu, bir kamçının elde edilmesi, kromatin ve hücre iskeletinin yeniden şekillenmesi, çekirdeğin yoğunlaşması ve sitoplazmanın çoğunun kaybı dahil olmak üzere birçok farklı adımı içerir. Döllenmeye uygun, bozulmamış bir genoma sahip olgun bir fonksiyonel gamet üretmek için bu benzersiz hücresel olayların hassas bir şekilde düzenlenmesi gerekir. Spermiyogenez in vitro olarak incelenemez, çünkü şimdiye kadar hiçbir güvenilir hücre kültürü sistemi sürecin farklı aşamalarında ilerlemeyi destekleyememiştir. Ayrıca, gerçek in vitro teknikler düşük verime yol açar1,2. İn vivo, spermiyogenezin farklı aşamaları boyunca uygun geçişler, erkek gametin doğal fonksiyonel bütünlüğü için çok önemlidir. Spermatidlerin farklılaşma adımlarına göre başarılı bir şekilde saflaştırılması, spermiyogenezin moleküler karakterizasyonuna izin verecek yeterli bir zenginleştirme seviyesi ile hiçbir zaman gerçekleştirilmemiştir. Örneğin, spermatidal farklılaşmanın temel adımlarının saflaştırılması, gelişmekte olan akrozomun oluşumu, orta parça3'ün oluşumu, hücre bağlantı dinamikleri4, RNA dinamikleri5, kromatin yeniden şekillenme süreci6,7 veya genomik stabilite8'i incelemek için özellikle yararlı olacaktır. Spermatidlerin saflaştırılması, ilerleyici morfolojik dönüşümleri, bilinen evreye özgü dış biyobelirteçlerin eksikliği ve kendine özgü şekil ve büyüklükleri nedeniyle engellenmiştir.
Çoğu erkek germ hücresi, DNA lekelenmesi ile ploidi (DNA içeriği) arasında doğrudan bir ilişki gösterse de, bu tür pozitif korelasyonun artık spermatidler için geçerli olmadığını fark ettik. Bu, seminifer tübül kesitlerinin farklı spermiyogenez aşamaları boyunca değişken yoğunlukta DNA boyama gösterdiğine dair erken gözlemimizden kaynaklanmaktadır. DNA boyama, spermiyogenez aşamaları 1'den 7'ye kadar olan haploid kromozom setleriyle tutarlı olmasına rağmen (yuvarlak spermatidler), nükleer yeniden yapılanma ve kromatin yeniden şekillenmesinin başlangıcında DAPI veya SYTO 16 ile floresan yoğunluğunda keskin bir artış gözlemledik (spermiogenez adım 8) nükleer yoğunlaşmanın başlangıcında zirveye ulaştı (spermiogenez aşamaları 11-12). Çekirdeğin yoğunlaşmasını takiben, DNA boyama yoğunluğu spermleşmeye kadar azalır (spermiogenez aşaması 16). Bunun muhtemelen, histonların protaminlerle değiştirildiği tuhaf kromatin yapı geçişlerinin oluşumu ile ilişkili olduğunu tahmin ettik. Bu nedenle, ana seçim parametresi olarak spermatidlerin DNA yoğunluğunun değişimini kullanarak spermatidlerin ayrılmasına izin veren güvenilir bir akış sitometrisi yöntemi geliştirdik.
Basit bir akış sitometrisi yaklaşımı, fare spermatidlerini görünür DNA içeriğine (SYTO16 boyama), boyutlarına ve granülozitelerine göre yüksek saflıkta (%95-100) ayırmak için tanımlanmıştır. Spermatidler dört popülasyona ayrılır; spermiyogenez aşamaları 1-9, 10-12, 13-14 ve 15-16. Saflaştırılmış spermatidler, genetik/genomik analizlerin yanı sıra grup9'un yakın tarihli bir yayınında açıklandığı gibi proteomik uygulamalar için uygundur.