포유류에서 oogenesis 오류가, 특히 염색체 missegregation 인 것으로 알려져 있다. 이 원고 chromatin 확산 마우스 의향에 대 한 준비 방법에 설명 합니다 분열 I 및 II 준비 oocytes. 이러한 기본 기술을 chromatin-바인딩 단백질 및 포유류 oogenesis 전체 염색체 형태학 연구에 대 한 수 있습니다.
Chromatin 확산 기법 gametogenesis spermatogenesis 위해 특히 동안 다양 한 단백질의 동적 지역화를 평가 하기 위해 널리 사용 되었습니다. 이러한 기술을 synapsis 및 DNA 복구 동종 염색체, 페어링 등 meiotic 이벤트 기간 동안 단백질 및 DNA 지역화 패턴의 시각화 하실 수 있습니다. 문학에서 몇 가지 프로토콜 설명 되었습니다, 포유류 의향 oocytes를 사용 하 여 일반 chromatin 확산 기술을 제한 하 고 태아 난소에서 감수 분열 개시의 타이밍 때문에 어려운 있습니다. 비교에서는, 의향 spermatocytes 기정을 위한 필요 없이 더 높은 수익률을 젊은 남성 쥐에서 수집할 수 있습니다. 그러나, 특정 단계 청소년 및 성인 고환에 meiotic 및 포스트 meiotic 생식 세포 인구의 때문에 셀의 순수한 동기화 된 인구를 어렵습니다. 감수 분열의 후기, oocytes 성숙한 oocytes의 그룹의 성인 여성 쥐에서 수집 하 고 문화 감수 분열 재개를 자극 수 있기 때문에 내가 (미) 또는 감수 분열 II (MII), 감수 분열을 겪고을 평가에 유리 하다. 여기, oocytes를 사용 하 여 확산 meiotic chromatin 준비 방법에서 태아, 신생아 해 부와 성인 난소 동반 비디오 데모와 함께 설명 되어 있습니다. 염색체 missegregation 이벤트 포유류 oocytes에는 자주, 특히 미 중입니다. 이러한 기술 평가 oogenesis의 다양 한 단계 다른 돌연변이 또는 환경 노출의 효과 특성을 사용할 수 있습니다. 내 설명은 감수 분열 동안 염색체 단백질 역학의 성적으로 동종이 형 기능과 포유류 oogenesis의 우리의 이해를 증가 하는 귀중 한 oogenesis spermatogenesis 사이 뚜렷한 차이가 있기 때문에, .
Spermatogenesis, 동안 meiotic 세균 세포의 큰 반동기 파도 신속 하 고 지속적으로 충만 한 사춘기와 성인 기1에 걸쳐 발병에 고환에. 남성, 달리 여성에서 감수 분열은 태아 개발 중 유일 하 게 시작 됩니다. 출생, 다음 oocytes 체포 의향의 장기간된 dictyate 단계에 남아 나는 그대로 germinal 소포 (GV; 핵 봉투) 사춘기까지. 사춘기의 개시에 oocytes의 하위 집합을 성장과 성숙, meiotic 재개의 개시를 표시 주기적으로 선택 됩니다. Meiotic 재개 가득 oocytes에서 germinal 기 쇠 약 (GVBD)로 알려진 프로세스에서 GV의 실종에 의해 명시 됩니다. oocyte는 염색체 응축 및 분리, 극 지 몸 밀어 남에 의해 다음 다음 겪 습. Oocytes는 MII 진행 시 체포 되 고 수정 후에 두 번째 그리고 마지막 meiotic 부문 완료 자극.
여성 불 임은 매우 meiotic 의향의 성공에 따라 달라 집니다 내가 진행. 이 핵심은 동종 염색체 크로스 오버 재결합2를 통해 유발된 DNA 이중 가닥 틈 (DSBs)의 수리에 의해 중재 chiasmata로 알려진 사이의 물리적 링크의 형성 이다. 이 프로세스는 동적 단백질이 풍부한 비 계 라고 자신의 synapsis3촉진 하기 위하여 상 동 염색체 사이 형성 하는 synaptonemal 복잡 한 (SC)의 컨텍스트 내에서 발생 합니다. 사우스 캐롤라이나 지퍼 처럼 노사 정 구조 이다 중앙 지역 단백질에 의해 연결 된 2 개의 병렬 측면 요소 구성 된 지속적인 DNA 수리에 걸쳐 함께 homologs를 보유 하 고. Synapsis, 이전 축 요소 라는 측면 요소의 선구자 형성 자매 사이 chromatids. SYCP2 및 SYCP3 같은 synaptonemal 복잡 한 단백질 초기 의향 동안 자매 chromatid 결합 축에 colocalize 축 요소를 형성 합니다. 나중에 이러한 역할을 가로 필 라 멘 트 단백질, SYCP1, 중앙 요소 어셈블리 및 정렬된 homologs4사이 synapsis 용이 대 한 사이트를 바인딩. 마우스 oocytes에서 완전 한 synapsis 표시 됩니다 20의 존재에 의해 완전히 겹치는 chromatin를 사용 하 여 구상 될 수 있다 SYCP3와 SYCP1 뻗어 확산 준비. Synapsis는 pachytene substage, 그것에 의하여 homologs 사이의 양식 chiasmata 운명 성숙한 크로스 꾸며져 홍보 그들의 정확한 처리5,6 mutL 체 (MLH1/3) 이합체에 진입 시 완료 , 7. cohesin, condensin, 및 SMC5/6 복잡 한, 포함 하는 염색체 (SMC) 단지의 구조 유지 염색체 역학 및 감수 분열8,9, 전체 구조 규제에 대 한 중요 하다 10,,1112. 이러한 이벤트는 사우스의 해체 다음 스핀 들 극 반대를 상 동 염색체의 올바른 bi 방향을 보장 하는
Meiotic 세포 주기 프로그램된 유도 및 DNA DSBs의 후속 수리 유지 보수 게놈에서에서 다양 한 단백질의 역할을 검사 하는 강력한 모델입니다. 또한, 포유류 감수 분열 후 성적인 수정 및 각 인13의 연구에 대 한 관련 모델 이기도합니다. 그러나, 포유류 (그림 1) 태아 및 신생아 난소에서 여성 감수 분열 동안 이러한 이벤트를 평가 하기 위해 기술적으로 어렵습니다. 의향 나 5 substages로 나눌 수 있습니다: leptonema, zygonema, pachynema, diplonema 및 dictyate. 여기, 우리가 격리 태아 및 신생아 난소와 고환 (그림 2) 사이 구별 하는 방법을 설명 합니다. 앞에서 설명한 방법에서 적응이 원고 또한 프로토콜 (1 단계) 여성 meiotic 의향의 준비에 대 한 비디오 데모와 함께 설명 난 chromatin 확산14,,1516,17 . 6-7 단계에 설명 된 대로 immunolabelling와 결합 하면이 프로토콜 사용 의향의 상세한 현미경 분석 나 oocytes에서 이벤트.
Oogenesis 오류가, 이며 첫 번째 meiotic 부문 중 염색체 missegregation 이벤트 자손18,19에서 유전자 질환의 가장 일반적인 소스를 나타냅니다. 이 원고 (프로토콜 단계 2), 우리는 성숙한 GV 준비 oocytes 성인 여성 쥐의 끝났다 난소에서 추출 되는 프로토콜을 설명 합니다. 지원 조건 가득 oocytes 고립과 문화20다음 감수 분열의 황 호르몬 독립 재개를 받 다. Meiotic 재개 다음 oocytes 감수 분열을 통해 진행, 다음 분열 II에 체포. . 을 수정 하지 않는 한 oocytes 유지 분열 II에서 체포 단계 2-5, 우리가 이전에 보고 된 프로토콜, 문화를 수집 하 고 chromatin 확산 준비21MI와 MII oocytes를 준비 하는 방법을 설명 하는 비디오 데모와 함께 적응. 기술 확산이 chromatin 염색체와 관련 된 단백질의 명확한 immunolabelling 수 있습니다. 또한,이와 일가 염색체 사이 구별 하는 데 사용 수 프로토콜과 단일 자매 해결 더 수 oocyte ploidy의 평가 촉진 하기 위하여 chromatids. 따라서, meiotic 단백질의 지 방화 패턴을 공개, 뿐만 아니라이 프로토콜 수 역할도 elucidating MI와 MII 동안 염색체 missegregation의 잠재적인 원인에 대 한 귀중 한 도구.
Chromatin 확산 준비 시간순으로 여성 포유류 감수 분열 및 관련된 단백질의 동적 지역화를 공부 하는 연구자를 수 있습니다. 배아 및 신생아 chromatin 스프레드 meiotic 의향에 걸쳐 이벤트의 가까운 분석 하실 수 있습니다. 분열 중 기 나 고 분열 II chromatin 스프레드 단일 자매를 구별 하는 데 사용 수에서 chromatids 쌍 자매 및 쌍된 동종 염색체 뿐만 아니라 ploidy 평가. 비교 함으로써, 여기서 설명 하는 프?…
The authors have nothing to disclose.
이 작품 G.H. 하 세영 훈련 그랜트 화목에서 미국 국립 암 연구소 (NIH) (CA009110)와 NIGMS (R01GM11755) P.W.J에 의해 지원 되었다
10X Phosphate buffered saline (PBS) pH 7.4 | Quality Biological | 119-069-161 | |
60 mm x 15 mm petri dishes | Denville | T1106 | |
35mm x 12mm petri dishes | Denville | T1103 | |
Fine forceps | VWR | 300-050 | |
Micro dissection scissors | Ted Pella | 1340 | |
Dissecting scissors, sharp tip, 41/2" | VWR | 82027-578 | |
Watch glass square 1 5/8 | Carolina Biological Supply Company | 742300 | Autoclave before each use |
Sucrose | Sigma | S8501 | |
Trisodium Citrate Dihydrate | Sigma | S1804 | |
EDTA | Sigma | E6758 | |
Trizma Base | Sigma | T1503 | |
1,4-Dithiothreitol (DTT) | Sigma | 646563 | Add to hypotonic buffer immediately before use |
50x Protease Inhibitor | Roche | 11873580001 | Add to hypotonic buffer immediately before use |
Turberculin syringe with needle (1cc, 27 G x 1/2 in) | Becton, Dickinson (BD) | 309623 | |
Gold seal ultra frost glass slides (25X75mm, 1mm thick) | Thermo | 3063-002 | |
Super PAP pen, large (liquid blocker) | Electron Microscopy Sciences (EMS) | 71310 | |
16% Paraformaldehyde aqueous | Electron Microscopy Sciences (EMS) | 15710 | |
Triton X-100 | Sigma | T8787 | Detergent in manuscript |
Immuno stain moisture chamber | Evergreen | 240-9020-Z10 | |
Coplin jars | Fisher | 08-815 | |
Photo-flo 200 | Electron Microscopy Sciences (EMS) | 74257 | Wetting agent in manuscript |
Pregnant mare serum gonadotropin (PMSG) | Sigma | G4877 | Store aliquots at -20C |
Human chorionic gonadotropin (HCG) | Sigma | C0434 | Store aliquots at -20C |
PYREX Spot Plates with nine concave cavities | Fisher | 13-748B | Autoclave before each use |
Glass capillary | Fisher | 22260943 | For making oocyte collection needles |
Brand Parafilm M | Sigma | BR701501 | For making oocyte collection needles |
Latex rubber tubing (3.2 mm inner diameter x 6.4 mm outer diameter) | Fisher | 14-178-5B | For making oocyte collection needles |
Latex rubber tubing (6.4 mm inner diameter x 11.1 mm outer diameter) | Fisher | 14-178-5D | For making oocyte collection needles |
Flexible silicone rubber nosepiece, hard plastic mouthpiece and 15 inches of latex tubing | Sigma | A5177-5EA | For making oocyte collection needles |
Mitutoyo micrometer head | Mituoyo | 150-208 | For making oocyte collection needles |
Syringe 5 mL | BD Biosciences | 309646 | For making oocyte collection needles |
Syringe filter 0.45 μm filter | Corning | 431220 | For making oocyte collection needles |
Glass Pasteur Pipette 5 3/4" | Fisher | 13-678-6A | For making oocyte collection needles |
83 x 0.5 mm pipette tip | Denville | P3080 | For making oocyte collection needles |
α-MEM | Invitrogen | 11415049 | |
Waymouth's media | Life Technologies | 11220035 | |
Fetal bovine serum | Fisher | A3160602 | |
Bovine serum albumin (BSA) | Sigma | A3311 | For oocyte culture media |
500ml filter units 0.22um | Denville | F5227 | |
Hyaluronidase | Sigma | H3506 | |
Tyrode’s solution | Sigma | T1788 | Store aliquots at -20C |
Horse serum | Sigma | H-1270 | For ADB/wash buffer |
Bovine serum albumin (BSA) | Sigma | A1470 | For ADB/wash buffer |
VECTASHIELD antifade mounting medium with DAPI | Vector Labs | H-1200 | |
Microscope cover slides (22mmx60mm) | Fisher | 12-544-G | |
Clear nail polish | Amazon | N/A | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microscopes | |||
SteREO Discovery.V8 | Zeiss | 495015-0001-000 | |
Observer Z1 | Zeiss | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Primary Antibodies | |||
Mouse anti-MLH1 | Life Technologies | MA5-15431 | Dilution factor- 1:100 |
Rabbit anti-SYCP1 | Life Technologies | PA1-16763 | Dilution factor- 1:1000 |
Goat anti-SCP3 | Santa Cruz | sc-20845 | Dilution factor- 1:50 |
Human anti-centromere protein | Antibodies Incorporated | 15-235 | Dilution factor- 1:100 |
Rabbit anti- TOPOII | Abcam | ab109524 | Dilution factor- 1:100 |
Mouse anti-Histone H4 (di methyl K20, tri methyl K20) | Abcam | ab78517 | Dilution factor- 1:500 |
Rabbit anti-Rec8 | Courtesy of Dr. Karen Schindler | N/A | Dilution factor- 1:10,000 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Secondary Antibodies | |||
Donkey anti-goat IgG (H+L) Alexa Fluor 568 conjugate | Thermo-Fisher Scientific | A-11057 | Dilution factor- 1:500 |
Donkey anti-mouse IgG (H+L) Alexa Fluor 488 conjugate | Thermo-Fisher Scientific | A-21202 | Dilution factor- 1:500 |
Donkey anti-rabbit IgG (H+L) Alexa Fluor 647 conjugate | Thermo-Fisher Scientific | A-31573 | Dilution factor- 1:500 |
Goat anti-mouse IgG (H+L) Alexa Fluor 568 conjugate | Thermo-Fisher Scientific | A-11004 | Dilution factor- 1:500 |
Goat anti-Human IgG (H+L) Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | Thermo-Fisher Scientific | A-11013 | Dilution factor- 1:500 |
Goat anti-rabbit IgG (H+L) Alexa Fluor 568 conjugate | Thermo-Fisher Scientific | A-11011 | Dilution factor- 1:500 |