Preparación de las propagaciones del cromosoma meiótico a partir de espermacitos de peces cebra

La reproducción sexual procede a través de la combinación de dos gametos haploides, cada uno llevando la mitad del complemento cromosómico de una célula somática. La meiosis es una división celular especializada que produce gametos haploides a través de una ronda de replicación del ADN y dos rondas sucesivas de segregación cromosómica. En la profase I, los cromosomas homólogos (homólogos) deben someterse a emparejamiento, recombinación y sinapsis, el último de los cuales se caracteriza por la formación del complejo sinntántmal que comprende dos ejes homólogos puenteados por el filamento transversal, Sycp1(Figura 1A,B). La falta de ejecución adecuada de estos procesos puede conducir a la producción de gametos aneuploides, que son una causa principal de abortos espontáneos en los seres humanos¹. Nuestro conocimiento de la coordinación entre emparejamiento, recombinación y sinapsis ha sido facilitado por estudios en una amplia gama de organismos, como levadura, C. elegans,ratón, y Drosophila,entre otros^2. Si bien el proceso general de emparejamiento cromosómico homólogo seguido de segregación está bien conservado, su dependencia de la recombinación y la sinapsis y el orden de estos eventos varía.

La formación meiotica de rotura de doble cadena (DSB), que inicia una recombinación homóloga, se produce cerca de telómeros agrupados en el ramo durante el leptoteno y la sinapsis se produce poco después de^3,4. Esta configuración de la formación DSB y la iniciación de la sinapsis es también una característica de la meiosis masculina en los seres humanos pero no en el ratón^5,6,7,8, lo que sugiere que el pez cebra puede servir como modelo para la espermatogénesis humana. También hay varias ventajas prácticas de estudiar la meiosis de pez cebra. Tanto los machos como las hembras se someten a gametogénesis a lo largo de la edad adulta, sus gónadas son fácilmente accesibles, y cientos de crías se generan a partir de una sola cruz. Además, los embriones son transparentes y se desarrollan externamente, lo que facilita la detección precoz de aberraciones en el desarrollo embrionario debido a los gametos aneuploides^3,9. Las desventajas de utilizar peces cebra son que son lentos para alcanzar la madurez sexual (60 días) y la cantidad de material necesario para las propagaciones de superficie nuclear debe recogerse de 10-20 animales adultos, dependiendo de su tamaño.

Las preparaciones de propagación cromosómica meiótica son una herramienta vital para estudiar la dinámica cromosómica en todos los organismos modelo, ya que se pueden sondear las firmas clave de la dinámica cromosómica meiótica. En el pez cebra, se han diseccionado aspectos clave de la progresión del programa meiótico y de la organización nuclear mediante sondeos de propagaciones superficiales nucleares, denominadas aquí diseminas cromosómicas, con anticuerpos para la detección de inmunofluorescencia de proteínas y/o ácidos nucleicos por FISH^{3,4,9,10,11,12}. De hecho, la localización polarizada de telómeros agrupados en el ramo se puede conservar en la preparación de propagación(Figura 1C). Recientemente, hemos utilizado propagaciones cromosómicas de espermacitos de peces cebra junto con métodos de detección de fluorescencia y microscopía de superresolución para dilucidar la progresión detallada de la dinámica de los telómeros de pez cebra, el emparejamiento de cromosomas homólogos, la localización de roturas de doble cadena y la sinapsis en transiciones meióticas clave^3. Aquí presentamos métodos para preparar las propagaciones cromosómicas de los espermismocitos de los testículos de peces cebra y posteriormente mancharlos con sondas de ácido nucleico péptido fluorescente (AnP) a secuencias repetidas de telómeros y detección de inmunofluorescencia de proteínas asociadas al cromosoma.