Summary

Rápida análise de aberrações cromossômicas em linfócitos B mouse por PNA-FISH

Published: August 19, 2014
doi:

Summary

Vias de reparo de DNA são essenciais para a manutenção da integridade genômica e mutação prevenção e câncer. O objetivo deste protocolo é quantificar instabilidade genômica por observação direta de aberrações cromossômicas em metáfase se espalha a partir de células de rato B usando hibridização in situ fluorescente (FISH) para repetições de DNA telomérico.

Abstract

Reparo do DNA defeituoso leva ao aumento da instabilidade genômica, que é a causa de mutações que levam à tumorigênese. A análise da frequência e tipo de aberrações cromossômicas em diferentes tipos de células permite defeitos nas vias de reparo de DNA a ser elucidado. Biologia de reparo do DNA em mamíferos Entendimento foi muito ajudado pela produção de camundongos com nocautes em genes específicos. O objetivo deste protocolo é quantificar instabilidade genômica em linfócitos B de ratinho. Rotulagem dos telômeros, utilizando sondas PNA-FISH (ácido nucleico peptídico – hibridização in situ fluorescente) facilita a análise rápida de instabilidade genômica dos spreads metáfase de cromossomos. As células B têm vantagens específicas em relação a fibroblastos, porque eles têm ploidia normal e um índice mitótico elevado. Cultura de curto prazo das células B, portanto, permite a medição precisa da instabilidade genômica em uma população celular primária que é susceptível de ter menos mutação genética secundários do que o que é normalmente encontrado em fibroblastos transformados ou linhas celulares de doentes.

Introduction

O cancro é causado pela acumulação de mutações que afectam os genes que regulam o crescimento de células normais. A mutação é uma conseqüência de alterações na estrutura e seqüência do genoma causada por danos ao DNA. Danos do ADN pode ocorrer através de uma variedade de processos, incluindo agentes exógenos, tais como radiação ionizante e, como um subproduto do metabolismo celular normal, tal como a desaminação espontânea de bases de nucleótidos que ocorram danos ou por contacto com espécies de oxigénio reactivas 1.

Embora as células de mamíferos possuem uma gama de actividades de reparação, que pode reverter danos ao DNA ou restaurar a seqüência em locais de quebra, no entanto, mutações se acumulam ao longo do tempo de vida de uma célula. Danos de DNA pode, além disso, contribuir para a senescência e a perda de potência de células-tronco, dois processos que estão associados com a doença associada ao envelhecimento 2. Compreender a reparação de danos ao DNA é, portanto, de importância central na abordagem de dois sinalquestões ificant em saúde pública. Uma evidência crescente sugere que as vias de reparação do ADN de mamíferos pode contribuir para a evolução do genoma de células de cancro de 3,4, o que torna ainda mais fundamental para compreender os processos envolvidos na supressão da mutação a nível molecular.

A visualização direta de aberrações cromossômicas é um meio poderoso e quantitativos de determinar a extensão da instabilidade genômica em um tipo particular de célula. Cromossomos condensados ​​de células em metáfase pode ser isolado e inspecionados utilizando luz ou microscopia fluorescente. Tais abordagens citogenéticas têm sido, na prática há várias décadas e pode ser utilizado para demonstrar a aparência de translocação ou de determinados tipos de aberrações cromossómicas relacionadas com a perda de actividade de reparação de ADN. O protocolo presta-se a várias extensões possíveis: os cromossomas podem ser marcadas com sondas para cariotipagem espectral (CÉU) ou multicolor hibridização in situ fluorescente(MFISH) para identificar translocações 5,6. Essas técnicas também permitem a frequência de translocações cromossômicas ea estrutura de translocações cromossômicas complexas para ser determinada, que fornece informações adicionais para além do que é possível com este protocolo. Alternativamente, as sondas específicas para a sequência pode ser gerada e utilizada para testar a frequência de quebra de ADN em locais genómicos seleccionados 7.

Neste protocolo, descrevemos a preparação do cromossomo metaphase espalha a partir de linfócitos B. Um ácido nucleico (PNA) péptido sonda fluorescente marcada por repetições teloméricas é utilizado, de forma eficiente, que marca telómeros em cromossomas da metafase espalha Este protocolo tem várias vantagens. As células B podem ser induzidas a crescer em alto índice mitótico de modo que os diferenciais de alta qualidade pode ser produzido de forma consistente. Células B de camundongos geneticamente modificados também são muito menos propensos a conter mutações genéticas secundárias que podem confundir a análise da contribuiçãode genes específicos para a integridade genómica. A abordagem PNA-FISH pode ser concluído em um dia, e permite marcar mais precisa de quebras cromossômicas. Usando essa abordagem, particularmente em combinação com equipamento específico descrito no presente protocolo, é possível produzir muito consistentes, spreads de alta qualidade e analisar rapidamente a taxa eo tipo de instabilidade genômica.

Protocol

Este procedimento foi aprovado pelo Comitê de Cuidados e Uso Animal Institucional da Universidade Rutgers, a Universidade Estadual de Nova Jersey. Ratos foram tratados de acordo com o Guia do NIH para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório. Os cientistas devem consultar as suas organizações nacionais de animais, e institucionais para as diretrizes estabelecidas e aprovadas. Antes de começar, preparar as soluções listadas na Tabela 1. 1. B…

Representative Results

Cromossomos metafásicos derivadas de uma célula devem formar um conjunto discreto contendo 40 cromossomos (se estiver usando células de camundongo) (Figura 1A). Cada cromossoma tem um centrómero em uma extremidade, que é visível como uma esfera de luz azul. Em cromossomos normais, dois sinais dos telômeros são vistos no fim das cromátides e dois sinais de cada centrômero. Os núcleos interfásicos vai estar presente na lâmina bem. Estes serão visíveis como esferas azuis, com os sinais dos t…

Discussion

Considerando que os linfócitos B activados são particularmente adequados para a preparação de barrar cromossómicas mitóticas, outros tipos de células podem também ser utilizados. Linfócitos T partilhar muitas das vantagens de células B, uma vez que podem ser purificadas a partir dos gânglios linfáticos ou do baço, e têm um elevado índice mitótico, quando estimulada por crescimento em meio contendo mitogénios adequadas 8. As células-tronco embrionárias (células ES) também são adequados pa…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho é apoiado pelo NIH conceder R00 CA160574 (SFB) e por uma bolsa do Programa de Formação Biotecnologia Rutgers (a SMM).

Materials

Name Company  Catalog Number  Comments
50% Dextran sulfate Intergen S4030
Deionized formamide  Ambion 9342
Pepsin (5g) Sigma P 6887 
FCS Gemini 100-106
LPS (100mg) Sigma L2630
IL-4 (5μg) Sigma I1020
PNA Telomere Probe PNA Bio Inc F1002 (CCCTAACCCTAACCCTAA)
Colcemid Roche 295892
Mowiol 4-88 Sigma 81381-50g
CD43 (ly-48_) micro-beads Miltenyl Biotec.  130-049-801
DAPI Sigma 32670-5MG
Eclipse E800 Nikon
AxioImager.Z2 Zeiss
CDS-5 Cytogenetic Drying Chamber Thermotron

References

  1. Sancar, A., Lindsey-Boltz, L. A., Unsal-Kacmaz, K., Linn, S. Molecular mechanisms of mammalian DNA repair and the DNA damage checkpoints. Ann Rev Biochem. 73, 39-85 (2004).
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Cite This Article
Misenko, S. M., Bunting, S. F. Rapid Analysis of Chromosome Aberrations in Mouse B Lymphocytes by PNA-FISH. J. Vis. Exp. (90), e51806, doi:10.3791/51806 (2014).

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