JoVE Journal > Immunology and Infection
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Türkçe

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Immunology and Infection

Sıtma Sivrisineklerinde 2D ve 3D Kromozom Boyama

Published: January 06, 2014
doi:
10.3791/51173
, ,
1Department of Entomology,Virginia Tech

Summary

Kromozom boyama, hücre çekirdeğinin organizasyonunu ve karyotipin evrimini incelemek için yararlı bir yöntemdir. Burada, daha sonra iki ve üç boyutlu floresan in situ hibridizasyon (FISH) için kullanılan tek politen kromozomlarından belirli ilgi alanlarını izole etmek ve güçlendirmek için bir yaklaşım sergiliyoruz.

Abstract

Tüm kol kromozom problarının floresan yerinde hibridizasyonu (FISH), genomik ilgi alanlarını haritalamak, kromozomal yeniden düzenlemeleri tespit etmek ve hücre çekirdeğindeki kromozomların üç boyutlu (3D) organizasyonunu incelemek için sağlam bir tekniktir. Lazer yakalama mikrodiseksiyonu (LCM) ve tüm genom amplifikasyonunun (WGA) ortaya çıkması, tek hücrelerden büyük miktarlarda DNA elde edilmesini sağlar. WGA kitlerinin artan duyarlılığı, kromozom boyaları geliştirmemize ve model olmayan organizmalarda kromozom organizasyonuni ve evrimini keşfetmek için kullanmamıza neden oldu. Burada, Afrika sıtma sivrisinek Anopheles gambiaeyumurtalık hemşire hücrelerinden tek politen kromozom kollarının ökromatik segmentlerini izole etmek ve yükseltmek için basit bir yöntem sunuyoruz. Bu prosedür, kromozom boyaları elde etmek için verimli bir platform sağlarken, numuneye yabancı DNA’nın sokulma riskini azaltır. WGA kullanımı, 2D ve 3D FISH de dahil olmak üzere birden fazla deney için kullanılabilecek yüksek miktarda DNA ile sonuçlanan birkaç yeniden amplifikasyon turuna izin verir. Geliştirilen kromozom boyalarının, An. gambiae’depoliten ve mitotik kromozom kollarının ökromatik kısımları arasındaki yazışmaları kurmak için başarıyla kullanılabileceğini gösterdik. Genel olarak, LCM ve tek kromozom WGA’nın birleşmesi, gelecekteki sitogenetik ve genomik çalışmalar için önemli miktarda hedef DNA oluşturmak için etkili bir araç sağlar.

Introduction

Kromozom boyama, karyotiplerin 1-5 evrimini incelemek ve floresan etiketli kromozomal DNA 1,6-8’inmelezlenmesi yoluyla sitogenetik anormallikleri görselleştirmek için yararlı bir tekniktir. Bu yöntem ayrıca, 9 ve patoloji 10gelişiminde kromozom bölgelerinin 3D dinamiklerinin incelenmesi için de uygulanır. Farklı etiketli kromozom boyaları, bireysel mitotik 11 , 12,meiotik13, 14veya interfaz politen olmayan15, 16ve politen 9,11 ,17 kromozomlarının görselleştirilmesi için kullanılır. Kromozom boyaları elde etmek için basit ve sağlam bir protokol, bu tekniği sivrisinekler gibi model olmayan organizmalara genişletmede çok yararlı olacaktır. Anopheles gambiae kompleksi, sıtmayı iletme yeteneği de dahil olmak üzere davranış ve adaptasyonda değişen yedi morfolojik olarak ayırt edilemeyen sivrisinek grubudur.  Bu sivrisinekler, vektörel kapasitelerinde büyük farklılıklar gösteren yakından ilişkili türlerin evrimini daha iyi anlamak için mükemmel bir model görevi görer.  Sıtma sivrisineklerinde çoğu sitogenetik çalışma iyi gelişmiş, yüksek politenize kromozomlar kullanılarak yapılmıştır (18,19’dagözden geçirilmiştir). Politen kromozomlarının okunabilir bantlama desenleri, araştırmacıların Anopheles gambiae 20’depolimorfik inversiyonlar ve ekolojik adaptasyonlar arasındaki ilişkiyi göstermelerini sağladı. Ayrıca, 3D politen kromozom organizasyonunun dokuya özgü 21 ve türe özgü 22 özelliği An. macullipennis kompleksinde karakterize edilmiştir. Bununla birlikte, mitotik kromozomların incelenmesi ek önemli bilgiler sağlayabilir. Örneğin, mitotik kromozomlarda gözlenen daha yüksek bir heterokromatin polimorfizmi seviyesi, An. gambiae 23’teçiftleşme aktivitesinin ve doğurganlığın azalmasıyla ilişkilendirilmiştir. Politen ve mitotik kromozom kollarının ökromatik segmentleri arasındaki yazışmaları ancak göreceli uzunlukları karşılaştırılarak kurmak zor olabilir. Bunun nedeni, heterokromatin’in mitotik kromozomların önemli bir kısmını oluşturur, ancak politen kromozomlarında yeterince temsil edilmemektedir 24. Sıtma sivrisinekleri için kromozom boyalarının mevcudiyeti, araştırmacıların ek türleri dahil ederek sitogenetik çalışmaları önemli ölçüde genişletmelerine izin verirken, bu epidemiyolojik olarak önemli böcekler grubundaki karyotipik evrim ve kromozomların 3D dinamiklerinin analizlerindeki maliyeti ve zamanı önemli ölçüde azaltacaktır.

Büyük kromozom esnemeleri elde etmek için, mikrodiseksiyon kromozomal tamamlayıcının belirli ilgi alanlarını manipüle etmek ve izole etmek için ayrılmaz bir teknik haline gelmiştir.  Tüm genom amplifikasyonu (WGA) ile birleştiğinde, mikrodiseksiyon FISH 11 , 12ve yeni nesil genom dizilemesi 25-27dahil olmak üzere güçlü aşağı akış uygulamaları ile sonuçlanır. Daha önce, teknik deneyimli bir kullanıcı tarafından manuel olarak kontrol edilmesi gereken özel mikrodiseksiyon iğnelerinin kullanılmasını gerektiriyordu 28.  Lazer yakalama mikroseksiyonunun (LCM) ilerlemesi, kontaminasyon riski azalmış olan 29, 30veya bireysel kromozomları 31-33 tek hücreleri izole etmek için daha uygun basitleştirilmiş bir aletle sonuçlanmıştır. Bu yaklaşım, kullanıcının birden fazla hücreyi bir araya getirmekten kaynaklanan bir konsensüs manzarası yerine, tek hücrelerde meydana gelen genetik heterojenlikleri ve kromozomal anormallikleri incelemesine izin verir 34-36. Mikrodiseksiyondan üretilen DNA’yı güçlendirmek için birden fazla yöntem kullanılmıştır.  Dop-PCR, son derece tekrarlayan dizilerin amplifikasyonu için yararlı bir teknik, çekirge 37, dikenli yılan balığı 38 ve Nil tilapia 39dahil olmak üzere türlerden mikrodissected kromozomları yükseltmek için kullanılmıştır.   Daha yakın zamanda, PCR tabanlı GenomPlex WGA4 Tek Hücre kiti ve çoklu yer değiştirme amplifikasyon tabanlı (MDA) Repli-G Tek Hücre kiti, tek insan hücrelerinin genetik analizinin yanı sıra kromozomların40-42, çekirge 37 ve çekirgelerdeki B kromozom sistemleri de dahil olmak üzere deneyler için değerli araçlar haline gelmiştir. Bu iki kitin her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, ancak mevcut diğer amplifikasyon sistemlerinden daha belirgin üstünlükleri gösterilmiştir 44.

Tek bir kromozomdan veya kromozom segmentinden elde edilebilen DNA miktarı, tüm çekirdeğinkinden önemli ölçüde daha azdır. Bu nedenle, özellikle Drosophila veya Anophelesgibi küçük genomlara sahip organizmalarda mikrodiseksiyon, amplifikasyon ve daha sonra tek bir kromozomun analizi çok daha zordur.  Boyalar bir insan 33 ve bir yabanatı 45’intek mikrodisektif kromozomlarından geliştirilmiş olmasına rağmen, başarılı bir FISH deneyi bir meyve sineğinin birden fazla (en az 10-15) mikrodisetik kromozomunu gerektirdi 11. Bununla birlikte, tek bir kromozomu mikrodisisetleme ve güçlendirme yeteneği, (i) farklı bir kromozomdan elde edilen malzeme ile kontaminasyon şansını azaltmak, (ii) mikrodiseksiyon için gerekli kromozomal preparatların sayısını en aza indirmek, (iii) mikrodisektif numunenin nükleotid ve yapısal polimorfizmini hem FISH hem de aşağı akış uygulamalarında sıralamak için önemli olacaktır. Birçok Dipteran türünde bulunan politen kromozomları, çok daha yüksek bir başlangıç DNA miktarı elde etmek için eşsiz bir fırsat sunar. Ayrıca mitotik kromozomların kullanımı ile elde edilemeyen daha yüksek çözünürlük ve kromozom yapısı sağlarlar. Bu eklenen çözünürlük, kromozomal yeniden düzenlemelerin, kromatin yapısının ve kromozomal segmentlerin mikrodissected 28,46olarak görselleştirilmesinde kritik olabilir.

Burada, tek bir politen kromozom kolundan bir ökromatik segmenti verimli bir şekilde izole etmek, DNA’yı yükseltmek ve sıtma sivrisineklerinde aşağı akış BALIK uygulamalarında kullanmak için bir prosedür sunuyoruz.  İlk olarak, özel olarak hazırlanmış membran slaytlarından tek bir kromozom kolunu izole etmek ve çıkarmak için LCM uyguluyoruz. İkinci olarak, WGA mikrodisected malzemeden DNA’yı yükseltmek için kullanılır. Üçüncü olarak, FISH deneylerindeki güçlendirilmiş DNA’yı politen kabağı preparatları 47, metafaz ve interfaz kromozomu slaytları 48ve ayrıca 3D yumurtalık bütün montaj örneklerine melezleriz. Bu prosedür, ökromatin çoğunluğunu An. gambiae kromozomal kollarında başarıyla boyamak için yapılmıştır.

Protocol

1) Lazer yakalama mikrodisksiyonu için politen kromozom slayt hazırlığı Kan sonrası 25 saat beslenmede yarı gravid Anopheles kadınlarını parçalara ayırma. Yumurtalıkları yaklaşık beş dişiden 500 μl taze modifiye Carnoy çözeltisine (0 metanol: buzul asetik asit, 3:1) 24 saat boyunca oda sıcaklığında sabitlayın. Uzun süreli depolama için yumurtalıkları -20 °C’ye aktarın. Kromozom slaytları yapmadan hemen önce Carnoy’un çözeltisini (0 etanol: buzul asetik asit, 3:1) ve propiyonik asit hazırlayın. Bir Zeiss 1.0 PET membran kaydırağına Carnoy çözeltisinin bir damlasına bir çift yumurtalık yerleştirin. Boyutuna bağlı olarak, yumurtalıkları diseksiyon iğneleri ile yaklaşık 2-4 bölüme bölün ve diseksiyon mikroskobu altında temiz slaytlarda% 50 propiyonik asit damlasına yerleştirin. Folikülleri ayırın ve diseksiyon stereomikroskopu altında kağıt havlu kullanarak kalan dokuyu çıkarın. Foliküllere% 50 propiyonik asit yeni bir damla ekleyin ve oda sıcaklığında 3-5 dakika oturmalarını izin verin. Damlanın üzerine silikonize bir kapak kılıfı yerleştirin. Slaytı yaklaşık 1 dakika bekletin. Slaydı emici bir malzemeyle örtün (bu yöntem için filtre kağıdı kullanılır) ve bir kalemin silgi tarafını kullanırken, silgi ile tekrar tekrar dokunarak kapak ucuna bol miktarda basınç uygulayın. Politen kromozomlarının düzleştirilmesine yardımcı olmak için slaytı 15-20 dakika boyunca bir slayt denatürasyon / hibridizasyon sisteminde 60 °C’ye ısıtın. Asidin kromozomları daha da düzleştirmesini sağlamak için slaytları gece boyunca 4 °C’de nemli bir odaya yerleştirin. Slaytları 10 dakika boyunca soğuk% 50 etanol içine yerleştirin. Kapak kılıfını yavaşça çıkarın ve 10 dakika daha soğuk% 50 etanol değiştirin. Her biri 5 dakika boyunca% 70, % 90,% 100 etanolde dehidrat slaytlar. Hava kuru kaydıraklar. 1 L damıtılmış suya tek bir tampon tablet ekleyerek gurr tampon çözeltisi çözeltisi hazırlayın. otoklav. 50 ml GURR tampona 1 ml Giemsa boyama çözeltisi ekleyerek Giemsa çözeltisini hazırlayın. Hava kurutulmuş slaytları Giemsa çözeltisine 10 dakika yerleştirin ve 1X PBS’de üç kez yıkayın. Hava kuru, kirlenmeyi önlemek için kontrollü steril bir iklimde tekrar kayar. 2) Tek bir politen kromozom kolunun lazer yakalama mikro disseksiyonu Bu bölümde PALM MicroBeam Lazer Mikrodiseksiyon sistemi ile birlikte gelen PALMRobo yazılımının kullanımı ayrıntılı olarak açıklanıyor. Mikroskobu % 100 etanol ile temizleyin. Eldivenleri ve tüpleri UV çapraz bağlantıda UV ışığıyla sterilize edin. PALM MicroBeam Lazer Mikrodiseksiyon mikroskobuna güç katın ve lazeri açın. Lazer diseksiyon paketi PALMRobo’yu açın ve “Güç” ve “Odak” ayarlarını gerektiği gibi yapılandırın. İlgi çekici politen kromozom kolunu arayın. “Kurşun Kalem” aracını kullanarak seçili bölgeyi anahat uzadı. Menü çubuğundan “Öğeler penceresini” açın. “Çizilmiş öğeyi” seçin, “Kes”i seçtiğinizden emin olun. Yapışkan kapak tüpünü tutucuya takın ve kaydırağın üzerine yerleştirin, <1 mm boyutunda küçük bir boşluk bırakın ve lazer kesimini başlatın. “Mancınık seçimini” kenar ve kromozom arasında boşluk bırakarak kesim bölgesine yerleştirin. Açılan seçenekten “LPC” yi seçin ve mancınıklamaya başlayın. “Göz” simgesine basarak numunenin kapağa mancınıkla atıldığından emin olun. 3) DNA’nın tek bir mikrodissektif politen kromozom kolundan arındırılması Toplanan DNA’yı serbest bırakmak ve arındırmak için QIAamp DNA Mikro Kiti’nin talimatlarını izleyin. Adım 3.1 ters tüpe uyacak şekilde değiştirildi. Ters boruya (kapağın içine) 15 μl Tampon ATL ve 10 μl proteinaz K ekleyin ve 3 saat boyunca 56 °C’de kuluçkaya yatırın. 25 μl tampon ATL, 50 μl tampon AL ve 1 μl taşıyıcı RNA ekleyin; karıştırın. 50 μl% 100 EtOH ekleyin; karışım. Lisat’ı QIAamp sütununa aktarın; merkezkaç. 500 μl tampon AW1 ekleyerek yıkayın; merkezkaç. Sütunu yeni toplama tüpüne yerleştirin, 500 μl tampon AW2 ekleyin; merkezkaç. Sütunu yeni bir tüpe yerleştirin; fazla sıvıyı çıkarmak için santrifüj. Sütunu 1,5 μl mikrosantrifüj tüpüne yerleştirin ve elute etmek için 20 μl su ekleyin; merkezkaç. Taze elflenmiş DNA’yı vakumla 9 μl’lik son hacme kadar buharlaştır. 4) Tek bir mikrodissektif politen kromozom kolundan DNA’nın amplifikasyonu Tek bir kromozom kolunun WGA’ları için iki farklı protokol kullanılmıştır. GenomPlex WGA ile DNA amplifikasyonu ve prob hazırlama İlk güçlendirilmiş DNA grubunu üretmek için GenomePlex Tek Hücreli WGA4 Kit protokolünü izleyin: 9 μl numuneye taze hazırlanmış Proteinaz K çözeltisi ekleyin; karıştırın. DNA’yı 1 saat boyunca 50 °C’de kuluçkaya bırakın, ardından 4 dakika boyunca 99 °C’ye ısıtın. Buzda kal. 2 μl 1X Tek Hücreli Kütüphane Hazırlama Tamponu ve 1 μl Kütüphane Stabilizasyon Çözümü ekleyin; karıştırın. Numuneyi 2 dakika boyunca 95 °C’ye ısıtın. Buz ve santrifüj üzerinde serin. 1 μl Kütüphane Hazırlama Enzimi ekleyin; karıştırın ve santrifüj. Aşağıdaki gibi kuluçkaya yaslanın: 7,5 μl 10X Amplifikasyon Ana Karışımı, 48,5 μl su ekleyin. 5.0 μl WGA DNA Polimeraz; karıştırın ve santrifüj. Termosikül aşağıdaki gibidir: Genomik DNA Temiz ve Yoğunlaştırıcı Kiti kullanarak DNA’yı arındırın. Protokol aşağıdaki gibidir: 5:1 DNA bağlama tamponu ekleyin:DNA örneği (özellikle 2 kb’den az genomik DNA için). Örnek DNA 2 kb’den büyükse, 2:1 oranı kullanın) ve sağlanan spin sütununa aktarın. merkezkaç. 200 μl DNA Yıkama Tamponu ve santrifüj ekleyin. Yıkama adımlarını tekrarlayın. Ardından, 50 μl su ekleyin ve DNA’yı yeni bir 1,5 ml’lik tüpe dökin. GenomPlex WGA3 Reamplification Kitini kullanarak örnek DNA’yı aşağıdaki gibi yeniden güçlendirin: PCR tüpüne 10 μl DNA ekleyin (kit toplam 10 ng DNA önerir) 49,5 μl su, 7,5 μl 10x Amplifikasyon Ana Karışımı, 3,0 μl 10 mM DNTP karışımı ve 5,0 μl WGA DNA Polimeraz. Karıştırın ve santrifüjlayın. Reaksiyon için aşağıdaki profili kullanın: DNA’ları -20 °C’de saklayın. GenomePlex WGA3 Reamplification Kitini kullanarak FISH için ETIKET DNA’sı aşağıdaki gibi: 49,5 μl su ile PCR tüpüne 10 μl DNA ekleyerek GenomePlex WGA3 Reamplification Kitinden bir ana karışım oluşturun, 7,5 μl 10X Amplifikasyon Ana Karışımı, 3,0 μl 1 mM dNTP karışımı (1 mM dATP, dCTP, dGTP, 0,3 μl 1 mM dTTP – etiketli dUTP kullanıyorsanız), 1 μl 25 nM etiketli dUTP ve 5.0 μl WGA DNA Polimeraz. Reaksiyon için aşağıdaki profili kullanın: Etanol, 3 M Sodyum Asetat pH 5.2 ve 0 etanol 2-3 hacimli son reaksiyon hacmini (75 μl reaksiyon için 7.5 μl) 1/10 ekleyerek etiketli probu çökeltir. DNA örneğini -80 °C’de en az 30 dakika soğutun. Etiketli pelet oluşturmak ve süpernatant ve hava kuru pelet kaldırmak için 10 dakika boyunca 4 °C’de santrifüj örneği. Karmalaştırma arabelleği aşağıdaki gibi oluşturun:0.2 g Dektran Sülfat1200 μl Deiyonize formamid580 μl H2O120 μl 20X SSC Havayla kurutulmuş pelete 40 μl hibridizasyon tamponu ekleyin. REPLI-G Tek Hücreli WGA ile DNA amplifikasyonu ve prob hazırlama ve ardından nick çevirisi Güçlendirilmiş DNA’yı üretmek için REPLI-g Tek Hücreli WGA Kiti protokolünü izleyin: Tampon D2 ‘si (3 μl 1 M DTT + 33 μl Tampon DLB) hazırlayın. 4 μl saflaştırılmış mikrodisektif malzemeyi 3 μl Buffer D2 ile karıştırın. Karıştırmak için fiske tüpü. 65 °C’de 10 dakika kuluçkaya yatır. 3 μl Stop çözümü ekleyin; karışım. Numuneye 9 μl H2O, 29 μl REPLI-g Reaksiyon Tamponu ve 2 μl REPLI-g DNA Polimeraz ekleyin. 8 saat boyunca 30 °C’de kuluçkaya yatır. DNA polimerazini 3 dakika boyunca 65 °C’ye ısıtarak etkisiz hale getirin. DNA’ları -20 °C’de saklayın. REPLI-g güçlendirilmiş DNA’yı etiketlemek için nick çeviri protokolünü izleyin: Aşağıdaki etiketleme karışımını hazırlayın:1 μg güçlendirilmiş DNA5 μl 10X DNA Polimeraz Tampon5 μl 10X dNTP5 μl 1X BSA1 μl 1 mM Etiketli dNTP4 μl 1 U/μl İNase I1 μl 10 U/μl DNA Polimeraz IH2O ila 50 μl 15 °C’de 2 saat kuluçkaya yatır. Reaksiyonun durdurulması için 2 μl 0,5 M EDTA ekleyin. Jel üzerinde çalıştırarak DNA parça boyutunu kontrol edin. Peleti çökeltmek ve çözünürlük hale getirmek için 4.1.4.3-4.1.4.6’dan adımları izleyin. 5) Politen ve mitotik kromozom kabak preparatları üzerinde 2D BALIK Lütfen politen kabakları 47 ve mitotik kromozom slaytlarının preparatları hakkında FISH için ayrıntılı protokollere bakın 48. Burada kısa protokoller sunuyoruz. Politen kromozomu kabak preparatları üzerinde BALIK RT’de slaytları 20 dakika boyunca 1X PBS’ye daldırın. Etanol yıkamalarında susuzluk kayar: , , , RT’de her biri 5 dakika boyunca 0. Probu 37 °C’de hibridizasyon tamponunda önceden ısıtın. Kaydırmak için 10-20 μl prob ekleyin. 22 X 22 mm kapaklı kapaklı kapak. Pipet ucu kullanarak hava kabarcıklarını bastırın. Denatüre kromozomları ve prob 90 °C’de 10 dakika boyunca. Kapak kenarlarını kauçuk çimento ile kapatın. Slaydı nemli odaya aktarın ve bir gecede 39 °C’de kuluçkaya yatırın. Slaytları 39 °C’de 1X SSC ile 20 dakika boyunca yıkayın. Slaytları RT’de 1X SSC ile 20 dakika boyunca yıkayın. Slaytları 1X PBS’de durulayın, ardından DAPI ile Uzun süreli solmaya karşı ekleyin. Kapakçıkla örtün ve görselleştirmeden önce en az bir saat boyunca 4 °C’de slayt kutusunda saklayın. Mitotik kromozom kabak preparatları üzerine FISH An. gambiae’nin4. FISH’e uygun kromozom slaytları hazırlayın. Bir tüpteki hibridizasyon tamponuna 2-3 μl etiketli DNA probu ekleyin ve pipetleme ile hafifçe karıştırın. Prob karışımının 10 μl’lik kısmını slayda uygulayın ve 22 X 22 mm kapaklı kapakla örtün. Pipet ucu kullanarak hava kabarcıklarını bastırın. Karşı koyma ve algılama için, dapi ile uzun süreli solmaya karşı uygulama hazırlığına uygulayın ve görselleştirmeden önce en az bir saat karanlıkta tutun. 6) Tüm mount yumurtalık dokusu üzerinde 3D BALIK Aşağıdaki Arabellek A karışımını hazırlayın:60 mM KCl15 mM NaCl0,5 mM Spermidin0,15 mM Spermin2 mM EDTA0,5 mM EGTA15 mM BORULAR Kapak kılıflarının boyutuna uyacak şekilde kare desenli bir çivi parlatıcısı katmanı ekleyerek slaytları nükleer görselleştirme için hazırlayın. Bu, gelecekte kapak ucuna yerleştirirken çekirdeklerin ezilmesini önlemek için yükseltilmiş bir yüzey oluşturur. Christopher’ın evre 3 dişilerinden taze yumurtalıkları parçalara ayrıştırın ve % 0,5 digitonin ile 150-250 μl Tampon A çözeltisinde tutun. Foliküler zarı yok etmek için foliküller üzerinde (%0,5 digitoninli A Tamponlu tüpte) daha büyük diseksiyon iğnesi çalıştırın. Folikülleri daha fazla rahatsız etmek için 5-10 dakika boyunca girdap. Dakikada ~500 devir (RPM) en düşük ayarda 30 saniye boyunca büyük foliküler parçaları ve santrifüj tüpünü kazıyın. Süpernatantı yeni bir 2 ml Eppendorf tüpüne aktarın ve 100 μl Tampon A ekleyin. Her iki tüpü de 2.000 RPM’de 10 dakika döndürün. Her iki tüpte de süpernatant atın. Not: Her iki tüp de son nükleer görselleştirme slaytlarını yapmak için kullanılacaktır. Toplanan süpernatant içeren tüp öncelikle çıkarılmış çekirdek içermelidir, doku ile orijinal tüp ise hemşire hücrelerine gömülü doku ve çekirdek karışımı içerecektir. 200 μl Tampon A – % 0,1 Triton ekleyin ve 4 °C’de bir gecede kuluçkaya yatırın. 10.000 RPM’de (10.621 x G) 5 dk santrifüj ve süpernatant çıkarın. PBS’ye 200 μl %4 Paraformaldehit ekleyin. Termomikserde 30 dakika kuluçkaya yatırın, 450 RPM’de karıştırın. 5.000 RPM’de (2.655 x G) 5 dakika santrifüj ve süpernatant çıkarın. Termomikserde 450 RPM’de karıştırarak 5 dakika boyunca % 0,1 Triton ile Tampon A ile yıkayın. 5.000 RPM’de (2.655 G) 5 dakika santrifüj ve süpernatant çıkarın. Tüpe önceden ısıtılmış 37 °C etiketli prob ekleyin. Termomikserde 95 °C’de denature, 450 RPM’de 10 dakika karıştırılır. 80 °C’de denatürasyona devam edin ve karıştırmaya devam edin. Termomikserde 37 °C’de kuluçkaya yatırın, bir gecede 450 RPM karıştırın. 5.000 RPM’de (2.655 x G) santrifüj 5 dk. Üsttant kaldırın. Tampon A ile 5 dakika boyunca% 0.1 Triton ile yıkayın. 5.000 RPM’de (2.655 x G) santrifüj 5 dk. 2 kez tekrarlayın. DAPI ile Uzun Süreli Solmaya Karşı damla uygulayın. Çekirdek/ DAPI çözeltisini dikkatlice boruleyin (kabarcıklardan kaçının), slayta uygulayın ve kapakla örtün.

Representative Results

Şekil 1, bu makalede açıklanan protokolün genel akışını açıklar.  Kullanıcı başlangıçta membran slaytlarından kromozom DNA örneklerini mikro olarak ayrı göstererek başlar.  Mikrodissected malzeme çıkarılır ve saflaştırilir. Saflaştırılmış DNA daha sonra yükseltilir, yeniden yükseltilir, etiketlendi ve daha sonra FISH için kromozom yayılımlarını etiketlemek için kullanılır. LCM protokolü üç genel adıma ayrılabilir: 1) İlgi çekici kromozomların bulunması ve bölgenin kesime hazırlanması (Şekil 2A), 2) İlgi çekici kromozom bölgesinin lazerle kesilmesi ve mancınık yapılması (Şekil 2B) ve 3) Numunenin gerçekten yapışkan kapağa mancınık olup olmadığının kontrol edilmesi (Şekil 2C). An. gambiae Sua sua sutene kromozomlarında kullanılan LCM işlemi Video 1’de gösterilmiştir. Video, önemli yazılım işlevleri ve ipuçları da dahil olmak üzere programın başlangıcından itibaren tüm süreci detaylandırıyor. Bu protokolde kullanılan GenomPlex ve REPLI-g tek hücreli WGA kitleri, ortaya çıkan ürün büyüklüğünün yanı sıra genel verim açısından da büyük farklılıklar gösterir.  Şekil 3, GenomPlex ve REPLI-g kitleri için yürütülen jel elektroforezi sonuçlarını ve örneklerin Nanodrop tarafından nicelleştirilmesini göstermektedir. Mikrodisektif malzeme, kromozomun ökromatik bölgelerini hedefleyen FISH probları oluşturmak için kullanılmıştır.  Şekil 4, An. gambiaepoliten kromozomları üzerinde mikrodisektif malzemeden üretilen beş probun FISH’ini göstermektedir.  WGA3 kiti kullanılarak dört otozomal kol üç floroforla etiketlenmiştir: 3R kromozomu yeşil (floresan), 3L kromozom kırmızı (Cy-3) ve sarı (Cy-5), 2R kromozom sarı (Cy-5) ve 2L kromozom kırmızı (Cy-3) olarak etiketlenmiştir. X kromozomu, ayrı bir deneyde REPLI-g materyalinin nick çevirisi kullanılarak turuncu (Cy-3) olarak etiketlenmiştir. Politen ve mitotik kromozom kollarının ökromatik kısımları arasındaki yazışmaları kurmak için kromozom boyaları An. gambiae’nin ara faz, profaz, prometafaz ve metafaz kromozomlarına melezlenmiştir (Şekil 5).  Hücre çekirdeğindeki tek bir politen kromozom kolunun 3D organizasyonunu görselleştirmek için, tüm mount FISH, An. gambiae Sua strain yumurtalık hemşire hücrelerine yapıldı (Video 2).  Farklı kromozom kol bölgeleri nüklelerde interfaz (Şekil 5D) ve politen (Video 2) kromozomları ile açıkça görülmektedir. Şekil 1. Kromozom boyalarının hazırlanmasına yönelik deneysel prosedürlerin şematik gösterimi. Daha büyük resmi görüntülemek için burayı tıklatın. Şekil 2. Kromozom mikroseksiyonunda önemli adımlar. A) Membran yoluyla ilgi çekici kromozomal bölgenin lazer destekli kesilmesi. B) Mancınık işleminden sonra delikli zar. C) Yapışkan kapağa bağlı olarak içinde kromozomal bir segment bulunan membran mancınıklı parçasının görünümü. Ok, slaytta kalan X kromozomunun heterokromatinini gösterir. Yıldız işareti, slaytta kalan başka bir kromozomun bir parçasını gösterir. Daha büyük resmi görüntülemek için burayı tıklatın. Şekil 3. WGA’dan sonra DNA gösteren agarose jel görüntüleri. A) WGA4 ve WGA3 GenomPlex kitlerini kullandıktan sonra kol 3R’den düşük moleküler ağırlık (200-500 bp) DNA. B) REPLI-g amplifikasyonundan sonra kol 2L’den yüksek moleküler ağırlık (10-20 kb) DNA. 100 bp merdiven sol şeritlerde gösterilir. Jel görüntülerin altındaki tablolarda Nanodrop ile ölçülen DNA konsantrasyonları göstermektedir. Daha büyük resmi görüntülemek için burayı tıklatın. Şekil 4. Mikrodisektif malzemeden üretilen dört prob kullanılarak An. gambiae’nin yumurtalık hemşire hücrelerinden politen kromozomlarının boyanma. X kromozomu, REPLI-g malzemesinin nick çevirisi ile turuncu (Cy-3) olarak etiketlenmiştir. 2R kol sarı (Cy-5) ile etiketlenmiştir; 2L kol kırmızıdır (Cy-3); 3R kol yeşil (floresan) olarak etiketlenmiştir; 3L kol kırmızı (Cy-3) ve sarı (Cy-5) karışımında etiketlenmiştir. Otomatikleştirmeler WGA3 amplifikasyon kiti ile etiketlenmiştir. Kromatin mavi (DAPI) ile boyanmıştır. Kromozom isimleri telomerik bölgelerin yakınına yerleştirilir. Daha büyük resmi görüntülemek için burayı tıklatın. Şekil 5. An. gambiae Mopti suşunun larval imaginal disklerinden interfaz (A), profaz (B), prometaphaz (C) ve metafaz (D) kromozomlarının WGA3 tarafından etiketlenmiş mikrodissected malzemeden oluşturulan üç prob kullanılarak boyanır. 2R kol yeşil (floresan) ile etiketlenmiştir; 2L kol etiketsizdir; 3R kol pembe, kırmızı (Cy-3) ve turuncu (Cy-5) karışımındadır; 3L kol turuncu (Cy-5) olarak etiketlenmiştir. X kromozomu 18S rDNA probuna karşılık gelen kırmızı bir etikete sahiptir. Kromatin mavi (DAPI) ile boyanmıştır. Kromozomların parlak lekeli bölgeleri heterokromatin’e karşılık gelir. Daha büyük resmi görüntülemek için burayı tıklatın. Video 1. An. gambiae politen kromozomlarının LCM süreci. Video 1’i görüntülemek için tıklayınız. Video 2. Tüm mount 3D FISH, An. gambiae yumurtalık hemşiresi hücreleri üzerinde gerçekleştirildi. Prob Cy-3 (mavi ile tasvir edilir) ile etiketlenmiştir ve mikrodissected 2R kromozom kolundan yapılmıştır.  Kromatin DAPI ile boyanmıştır ve siyan sahte renklendirme (açık mavi) ile tasvir edilir. Video 2’yi görüntülemek için tıklayınız.

Discussion

Mikrodisektif politen kromozom örneklerinden DNA’yı başarıyla yükseltmek için kritik olan birden fazla adım vardır. Protokol, hem genel verimliliği artıran hem de fiziksel araçların örnekle etkileşimini kaldırarak yabancı DNA’ya maruz kalmayı azaltan bir yöntem olan LCM’nin kullanımını kullanır. Bununla birlikte, yabancı DNA’nın amplifikasyonu hala bu deneyin en büyük potansiyel tuzaklarıdır. Bu nedenle, tüm süreç boyunca, numunelerin kirlenmeye karşı korunması esastır. Slayt hazırlama ve mikrodiseksiyon aşamaları boyunca, etanol yıkama diseksiyon iğneleri, slaytlar, kapak kaymaları ve çalışma alanı için gereklidir.  Ayrıca, UV’nin kullanımdan önce tüm uygulanabilir ekipmanları (iğneler, slaytlar, kapaklar) tedavi etmesi önerilir.

Diseksiyon slaytlarındaki zar, kromozomların yayılmasını çok zorlaştırır.  Bu slaytları yaparken daha fazla yumurtalık (yarım ila tam bir yumurtalık çifti) kullanmak, iyi yayılmış bir çekirdek bulma şansını sağlamak için önemlidir.  Ayrıca, 49 yaşındaki dokular ve kromozom yayılımları daha zor hale geldikçe amplifikasyon oranları düştüğü için slayt yaparken taze doku kullanılması önerilir.  Slaytların mikrodiseksiyon için hazırlanması, bu protokolde en çok zaman alan adımdır.  İstenmeyen malzemenin kazara edinilmesini önlemek için kromozomlar iyi yayılmalıdır.  Giemsa boyama, kullanıcının mikroseksiyon sistemini kullanmadan önce bir faz kontrast mikroskobu ile yayılma kalitesini kontrol etmesini sağlar.

Mikrodiseksiyon ve amplifikasyonun kombinasyonu, küçük ilgi çekici bölgelerden kolların çoğunluğuna kadar boyut olarak değişen kromozomal parçaları çıkarma ve analiz etme fırsatı sağlar.  Bu protokol, kullanıcının inversiyonlar, spesifik ökromatik bantlar ve interbandlar, telomerik, merkezkorik ve interkalary heterokromatin gibi morfolojik olarak farklı bölgelerden DNA elde etmesine izin verir. Kullanıcı, oluşturulan resim problarını anormal kromozomları incelemek, belirli bir loci’de türler arası homolojiyi incelemek veya sağlam bir 3D çekirdekte kromozomların mekansal organizasyonunu karakterize etmek için uygulayabilir. Kromozom boyaları geliştirmek için, tekrarlayan DNA’nın birden fazla kromozomal bölge ile melezleşmesini önlemek için ökromatik segmentler seçtik. Sonuç olarak, total genomik DNA veya C0 t-1DNA fraksiyonu gibi bir rakip kullanmadan kola özgü bir tablo elde ettik.

GenomPlex WGA ve REPLI-G kitlerini, birden fazla amplifikasyon kitinin verimliliğini ve bırakma oranını karşılaştıran incelemelere dayanarak kullanmayı seçtik 40,44.  Her iki kit de her iki bırakma oranında da mevcut yöntemler arasında en iyi performansı gösterdi (GenomePlex, REPLI-g’nin% 37.5’ine kıyasla% 12.5’lik bir orana sahipti) ve yükseltilmiş belirteçlerin yüzdesi (GenomPlex% 45.24 amplifikasyon oranına sahipti ve REPLI-g’nin% 30.0’ı) 40. GenomPlex kiti ayrıca daha yüksek miktarda DNA sağladı ve böylece birden fazla aşağı akış tekniği için daha iyi bir aday haline getirdi.  GenomPlex sistemi için DNA’nın daha da yükseltilmesini sağlayan bir yeniden amplifikasyon kiti de mevcuttur. Ancak, amplifikasyonun mükemmel olmadığını belirtmek önemlidir.  Başarılı amplifikasyonun hatalara yol açabilir veya hedef DNA’daki belirli bir loci’ye karşı önyargılı olma olasılığı devam etmektedir. Mevcut genom amplifikasyon yöntemlerinin son parça boyutunu göz önünde bulundurmak önemlidir.  GenomPlex parçalanması, 200-500 bp arasında değişen parçalara sahip bir kitaplıkla sonuçlanırken, REPLI-g kiti yaklaşık 10-20 kb boyutunda parçalar üretir. Bu protokolün amaçlanan aşağı akış uygulaması FISH’tir, böylece GenomPlex kiti istenen parça boyutunu ve DNA parçalarını doğrudan WGA aracılığıyla etiketleme yeteneğini sağladığı için daha uygulanabilir bir seçenek haline getirir. REPLI-g amplifikasyonu tarafından üretilen uzun DNA molekülleri aşağı akış nick çevirisi etiketleme reaksiyonunda parçalanmalıdır.

Bu protokol, tek bir politen kromozom kolundan DNA’yı başarıyla yükseltmek için uyarlanmıştır.  Diğer protokoller, örnek 7 , 11,28,40’ı başarıyla yükseltmek için birçok (tipik olarak10-30)kromozom parçasının birikmesini gerektirir.   Yöntemimizi kullanarak birden fazla kromozomun birleştirilmesi mümkün olsa da, numune kontaminasyon olasılığının artması, deneye mümkün olduğunca az kromozomla başlamanın önemini vurgulamaktadır. Politen kromozomları mevcut değilse, protokolümüz mitotik kromozomlarda kullanılmak üzere uyarlanabilir. Bununla birlikte, başarılı FISH 11 için amplifikasyondan önce 10-15 mitotik kromozom havuza almak gerekebilir. Amplifikasyon önyargısı, yüksek miktarlarda başlangıç şablonu DNA 50ile daha düşüktür. Politen kromozomları tek bir DNA dizisinin yaklaşık 512 kopyasını ve iki homolog DNA dizisinin 1024 kopyasını sağlar.  Bu nedenle, mitotik kromozomların havuza edilmesi, amplifikasyondan sonra DNA ürününün genel kalitesini artırmaya yardımcı olacaktır.

Bu prosedür sitogenetik ve genomik çalışmalarda birçok potansiyel kullanıma sahiptir. Burada, An. gambiae’de politen ve mitotik kromozom kollarının ökromatik segmentleri arasındaki yazışmaları kurmak için kromozom boyaları kullandık. Aynı boyama probları An. gambiae hücre çizgilerinin sitogenetik karakterizasyonuna uygulanabilir. Kromozom sayılarındaki kapsamlı genomik yeniden düzenleme ve değişiklikler hücre hatlarının ortak özellikleridir 51,52. Farklı sivrisinek hücre hatlarında translokasyonlar, inversiyonlar, delesyonlar ve halka kromozomları gibi aneuploidi, poliploidi ve kromozomal yeniden düzenlemeler tespit edilmiştir 53,54. Klasik sitogenetik gözlemler 55 ve fiziksel haritalama 56, sıtma sivrisineklerinin evriminde tam kol kromozomal translokasyonların meydana gelmesini göstermiştir. Bu nedenle, mikrodiseksiyonlu malzeme, türler arasındaki kromozomal bölgelerin homolojisini karşılaştırmak için FISH deneyleri ile birlikte kullanılabilir. Tüm mount yumurtalık hemşire hücrelerindeki politen kromozomları üzerinde 2R boyama probu ile 3D FISH’i başarıyla gerçekleştirdik. Bu yöntem kromozom yörüngelerinin izlenmesini ve Anopheles’tekinükleer mimarinin incelenmesini kolaylaştıracaktır. DNA genotipleme 57,58,yeni nesil genom dizilimi 26, 27,fiziksel ve bağlantı haritası geliştirme ve kromozom boyama 33,59 için probların üretimi gibi teknikler kol ve bölgeye özgü mikrodiseksiyondan yararlanabilir. LCM teknolojisini birleştirerek ve tek hücreli WGA’yı ilerleterek, tek bir politen kromozom kolundan makul miktarlarda DNA üretmek için verimli, pratik bir yöntem gösteriyoruz.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri 1R21AI094289’dan Igor V. Sharakhov’a verilen hibe ile desteklendi.

Materials

Acetic acid Fisher Scientific A491-212
Methanol Fisher Scientific  A412-4
Propionic acid  Sigma-Aldrich 402907
Membrane slides 1.0 PET Zeiss 415190-9051-000
Buffer tablets “GURR” Life Technologies 10582-013
KaryoMAX Giemsa Stain Life Technologies 10092-013
ThermoBrite Slide Denaturation/Hybridization System Abbott Molecular 30-144110
Vacufuge vacuum concentrator Eppendorf 22820001
Spectroline Microprocessor-Controlled UV Crosslinker XL-1000 Fisher Scientific 11-992-89
Thermo Scientific NanoDrop Fisher Scientific ND-2000
REPLI-g Single Cell Kit Qiagen 150343
GenomePlex Single Cell Kit (WGA4) Sigma-Aldrich WGA4-10RXN
GenomePlex WGA Reamplification Kit (WGA3) Sigma-Aldrich WGA3-50RXN
MZ6 Leica stereomicroscope Leica VA-OM-E194-354 A different stereomicroscope can be used
Olympus CX41 Phase Microscope Olympus CX41RF-5 A different phase microscope can be used
PALM MicroBeam Laser Microdissection Microscope Zeiss
Thermomixer Eppendorf 22670000
10x PBS Invitrogen  P5493
50x Denhardt’s solution Sigma-Aldrich D2532
99% Formamide Fisher Scientific BP227500
Dextran sulfate sodium salt Sigma D8906
20x SSC buffer Invitrogen  AM9765
ProLong Gold antifade reagent with DAPI Invitrogen  P-36931
dATP, dCTP, dGTP, dTTP Fermentas R0141, R0151, R0161, R0171
Cy3-dUTP, Cy5-dUTP GE Healthcare PA53022, PA55022
BSA Sigma-Aldrich A3294
DNA polymerase I Fermentas EP0041
DNase I  Fermentas EN0521
Spermine Sigma-Aldrich S3256-1G
Spermidine Sigma-Aldrich S0266-1G
Potassium Chloride (KCl) Fisher Scientific BP366-500
Sodium Chloride (NaCl) Fisher Scientific BP3581
EGTA Sigma-Aldrich E0396-25G
PIPES Sigma-Aldrich P6757-25G
EDTA Fisher Scientific S311-500
Digitonin Sigma-Aldrich D141-100MG
Triton-X100 Fisher Scientific BP151-100
AdhesiveCap 500 clear Zeiss 415190-9211-000
QIAamp DNA Micro Kit (50) Qiagen 56304
Genomic DNA Clean and Concentrator Kit Zymo Research D4010
37% Paraformaldehyde Fisher Scientific F79-500
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ried, T., Schrock, E., Ning, Y., Wienberg, J. Chromosome painting: a useful art. Human molecular genetics 7. , 1619-1626 (1998).
  2. Yang, F., et al. Reciprocal chromosome painting illuminates the history of genome evolution of the domestic cat, dog and human. Chromosome Res. 8, 393-404 (2000).
  3. Badenhorst, D., Dobigny, G., Robinson, T. J. Karyotypic evolution of hapalomys inferred from chromosome painting: a detailed characterization contributing new insights into the ancestral murinae karyotype. Cytogenet Genome Res 136. , 83-88 (2012).
  4. Trifonov, V. A., et al. Chromosomal evolution in Gekkonidae. I. Chromosome painting between Gekko and Hemidactylus species reveals phylogenetic relationships within the group. Chromosome Res. 19, 843-855 (2011).
  5. Nie, W., et al. Chromosomal rearrangements and karyotype evolution in carnivores revealed by chromosome painting. Heredity (Edinb. , 108-1017 (2012).
  6. Guan, X. Y., et al. Detection of chromosome 6 abnormalities in melanoma cell lines by chromosome arm painting probes). Cancer Genet Cytogenet. 107, 89-92 (1998).
  7. Guan, X. Y., et al. Characterization of a complex chromosome rearrangement involving 6q in a melanoma cell line by chromosome microdissection. Cancer genetics and cytogenetics 134. , 65-70 (2002).
  8. Breen, M., et al. Detection of equine X chromosome abnormalities in equids using a horse X whole chromosome paint probe (WCPP). Vet J. 153, 235-238 (1997).
  9. Kokhanenko, A. A., Anan’ina, T. V., Stegniy, V. N. The changes in chromosome 6 spatial organization during chromatin polytenization in the Calliphora erythrocephala Mg. (Diptera: Calliphoridae) nurse cells. Protoplasma 250. , 141-149 (2013).
  10. Timme, S., et al. Nuclear position and shape deformation of chromosome 8 territories in pancreatic ductal adenocarcinoma. Anal Cell Pathol (Amst. 34, 21-33 (2011).
  11. Drosopoulou, E., et al. Sex chromosomes and associated rDNA form a heterochromatic network in the polytene nuclei of Bactrocera oleae (Diptera: Tephritidae). Genetica. 140, 169-180 (2012).
  12. Pazian, M. F., Shimabukuro-Dias, C. K., Pansonato-Alves, J. C., Oliveira, C., Foresti, F. Chromosome painting of Z and W sex chromosomes in Characidium (Characiformes). Crenuchidae). Genetica. 141, 1-9 (2013).
  13. Howe, E. S., Murphy, S. P., Bass, H. W. Three-dimensional acrylamide fluorescence in situ hybridization for plant cells. Methods Mol Biol 990. , 53-66 (2013).
  14. Lysak, M. A., Mandakova, T. Analysis of plant meiotic chromosomes by chromosome painting. Methods Mol Biol 990. , 13-24 (2013).
  15. Ji, Z., Zhang, L. Chromosomics: detection of numerical and structural alterations in all 24 human chromosomes simultaneously using a novel OctoChrome FISH assay. J Vis Exp. 10, (2012).
  16. Idziak, D., et al. Painting the chromosomes of Brachypodium: current status and future prospects. Chromosoma. 120, 469-479 (2011).
  17. Fuchs, J., Kuhfittig, S., Reuter, G., Schubert, I. Chromosome painting in Drosophila. Chromosome Res. 6, 335-336 (1998).
  18. Zhimulev, I. F. . Morphology and structure of polytene chromosomes. 34, 1-490 (1996).
  19. Sharakhov, I. V., Sharakhova, M. V. in Chromosome Mapping Research Developments eds. J.F. Verrity & L.E. Abbington) (Nova Science. , (2008).
  20. Coluzzi, M., Sabatini, A., Torre, d. e. l. l. a., Di Deco, A., A, M., Petrarca, V. A polytene chromosome analysis of the Anopheles gambiae species complex). Science. 298, 1415-1418 (2002).
  21. Stegnii, V. N. Systemic reorganization of the architectonics of polytene chromosomes in the onto- and phylogenesis of malaria mosquitoes. Genetika. 23, 821-827 (1987).
  22. Stegnii, V. N. Systemic reorganization of the architectonics of polytene chromosomes in the onto- and phylogenesis of malarial mosquitoes. II. Species specificity in the pattern of chromosome relations with the nuclear envelope of nutrient ovarian cells. Genetika. 23, 1194-1199 (1987).
  23. Bonaccorsi, S., Santini, G., Gatti, M., Pimpinelli, S., Colluzzi, M. Intraspecific polymorphism of sex chromosome heterochromatin in two species of the Anopheles gambiae complex. Chromosoma. 76, 57-64 (1980).
  24. Zhimulev, I. F. Polytene chromosomes, heterochromatin, and position effect variegation. Adv Genet. 37, 1-566 (1998).
  25. Seifertova, E., et al. Efficient high-throughput sequencing of a laser microdissected chromosome arm. BMC Genomics. 14, 1471-2164 (2013).
  26. Weise, A., et al. High-throughput sequencing of microdissected chromosomal regions. European journal of human genetics. EJHG. 18, 457-462 (2010).
  27. Murphy, S. J., et al. Mate pair sequencing of whole-genome-amplified DNA following laser capture microdissection of prostate cancer. DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and genomes 19. , 395-406 (2012).
  28. Moshkin, Y. M., et al. Microdissection and sequence analysis of pericentric heterochromatin from the Drosophila melanogastermutant Suppressor of Underreplication. Chromosoma. 111, 114-125 (2002).
  29. Decarlo, K., Emley, A., Dadzie, O. E., Laser Mahalingam, M. capture microdissection: methods and applications. Methods Mol Biol 755. , 1-15 (2011).
  30. Iyer, E. P., Cox, D. N. Laser capture microdissection of Drosophila peripheral neurons. J Vis Exp. 10, (2010).
  31. Kubickova, S., Cernohorska, H., Musilova, P., Rubes, J. The use of laser microdissection for the preparation of chromosome-specific painting probes in farm animals. Chromosome Res. 10, 571-577 (2002).
  32. Fukova, I., et al. Probing the W chromosome of the codling moth, Cydia pomonella, with sequences from microdissected sex chromatin. Chromosoma. 116, 135-145 (2007).
  33. Thalhammer, S., Langer, S., Speicher, M. R., Heckl, W. M., Geigl, J. B. Generation of chromosome painting probes from single chromosomes by laser microdissection and linker-adaptor PCR. Chromosome Res. 12, 337-343 (2004).
  34. Sims, C. E., Allbritton, N. L. Analysis of single mammalian cells on-chip. Lab on a chip 7. , 423-440 (2007).
  35. Hutchison, C. A., 3rd, J. C., Venter, Single-cell genomics. Nature biotechnology. 24, 657-658 (2006).
  36. Lasken, R. S., Egholm, M. Whole genome amplification: abundant supplies of DNA from precious samples or clinical specimens. Trends in biotechnology 21. , 531-535 (1016).
  37. Teruel, M., et al. Microdissection and chromosome painting of X and B chromosomes in the grasshopper Eyprepocnemis plorans. Cytogenet Genome Res. 125, 286-291 (2009).
  38. Liu, J. D., et al. Sex chromosomes in the spiny eel (Mastacembelus aculeatus) revealed by mitotic and meiotic analysis. Cytogenet Genome Res. 98, 291-297 (2002).
  39. Harvey, S. C., et al. Molecular-cytogenetic analysis reveals sequence differences between the sex chromosomes of Oreochromis niloticus: evidence for an early stage of sex-chromosome differentiation. Cytogenet Genome Res. 97, 76-80 (2002).
  40. Hockner, M., Erdel, M., Spreiz, A., Utermann, G., Kotzot, D. Whole genome amplification from microdissected chromosomes. Cytogenet Genome Res. 125, 98-102 (2009).
  41. Kitada, K., Taima, A., Ogasawara, K., Metsugi, S., Aikawa, S. Chromosome-specific segmentation revealed by structural analysis of individually isolated chromosomes. Genes Chromosomes Cancer. 50, 217-227 (2011).
  42. Ma, L., et al. Direct determination of molecular haplotypes by chromosome microdissection. Nature methods. 7, 299-301 (2010).
  43. Teruel, M., et al. Microdissection and chromosome painting of X and B chromosomes in Locusta migratoria. Chromosome Res. 17, 11-18 (2009).
  44. Treff, N. R., Su, J., Tao, X., Northrop, L. E., Scott, R. T. Single-cell whole-genome amplification technique impacts the accuracy of SNP microarray-based genotyping and copy number analyses. Molecular human reproduction 17. , 335-343 (2011).
  45. Rutten, K. B., et al. Chromosomal anchoring of linkage groups and identification of wing size QTL using markers and FISH probes derived from microdissected chromosomes. in Nasonia(Pteromalidae : Hymenoptera). Cytogenetic and Genome Research 105. , 126-133 (2004).
  46. Post, R. J., Kruger, A., Somiari, S. B. Laser-assisted microdissection of polytene chromosomes from Diptera for the development of molecular markers. Molecular Ecology Notes. 6, 634-637 (2006).
  47. George, P., Sharakhova, M. V., Sharakhov, I. V. High-throughput physical mapping of chromosomes using automated in situ hybridization. Journal of visualized experiments : JoVE. 10, (2012).
  48. Timoshevskiy, V. A., Sharma, A., Sharakhov, I. V., Sharakhova, M. V. Fluorescent in situ Hybridization on Mitotic Chromosomes of Mosquitoes. J Vis Exp. 10, (2012).
  49. Frumkin, D., et al. Amplification of multiple genomic loci from single cells isolated by laser micro-dissection of tissues. BMC biotechnology. 8, 10-1186 (2008).
  50. Raghunathan, A., et al. Genomic DNA amplification from a single bacterium. Applied and environmental microbiology 71. , 3342-3347 (2005).
  51. Cassio, D. Long term culture of MDCK strains alters chromosome content. BMC Res Notes. 6, 162-1610 (2013).
  52. Landry, J. J., et al. The Genomic and Transcriptomic Landscape of a HeLa Cell Line. G3. , (1534).
  53. Steiniger, G. E., Mukherjee, A. B. Insect chromosome banding: technique for G- and Q-banding pattern in the mosquito Aedes albopictus. Can J Genet Cytol. 17, 241-244 (1975).
  54. Brown, S. E., et al. Toward a physical map of Aedes aegypti. Insect Mol Biol. 4, 161-167 (1995).
  55. Green, C., Hunt, R. Interpretation of variation in ovarian polytene chromosomes of Anopheles funestus Giles. A. parensis Gillies, and A. aruni? Genetica. 51, 187-195 (1980).
  56. Sharakhova, M. V., Xia, A., Leman, S. C., Sharakhov, I. V. Arm-specific dynamics of chromosome evolution in malaria mosquitoes. BMC evolutionary biology. 11, 10-1186 (2011).
  57. Gu, L. H., et al. DNA genotyping of oral epithelial cells by laser capture microdissection]. Fa yi xue za zhi 22. , 196-197 (2006).
  58. Rook, M. S., Delach, S. M., Deyneko, G., Worlock, A., Wolfe, J. L. Whole genome amplification of DNA from laser capture-microdissected tissue for high-throughput single nucleotide polymorphism and short tandem repeat genotyping. The American journal of pathology 164. , 23-33 (2004).
  59. Houen, A., Field, B. L., Saunders, V. A. Microdissection and chromosome painting of plant B chromosomes. Methods in cell science : an official journal of the Society for In. Vitro Biology. 23, 115-124 (2001).

Tags

Chromosome PaintingFISHLaser Capture MicrodissectionWhole Genome AmplificationAnopheles GambiaeMalaria MosquitoPolytene ChromosomeChromosome OrganizationCytogenetics

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
George, P., Sharma, A., Sharakhov, I. V. 2D and 3D Chromosome Painting in Malaria Mosquitoes. J. Vis. Exp. (83), e51173, doi:10.3791/51173 (2014).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image