Ganzkörper-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung zur Untersuchung der Spermatogenese in der Anopheles-Mücke

Die Spermatogenese ist ein komplexer biologischer Prozess, bei dem diploide Zellen eine sukzessive mitotische und meiotische Teilung durchlaufen, gefolgt von großen strukturellen Veränderungen, um haploide Spermien zu bilden. Neben dem biologischen Aspekt ist die Untersuchung der Spermatogenese von größter Bedeutung für das Verständnis und die Entwicklung genetischer Technologien wie Gene Drive und synthetische Geschlechterverhältnisverzerrer, die durch die Veränderung der Mendelschen Vererbung bzw. des Geschlechterverhältnisses der Spermien zur Kontrolle von Schädlingsinsektenpopulationen eingesetzt werden könnten. Diese Technologien haben sich im Labor als sehr vielversprechend erwiesen und könnten möglicherweise zur Bekämpfung von wilden Populationen von Anopheles-Mücken eingesetzt werden, die Überträger von Malaria sind. Aufgrund der Einfachheit der Hodenanatomie und ihrer medizinischen Bedeutung stellt Anopheles gambiae, ein wichtiger Malariaüberträger in Afrika südlich der Sahara, ein gutes zytologisches Modell für die Untersuchung der Spermatogenese dar. Dieses Protokoll beschreibt, wie die Whole-Mount-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (WFISH) verwendet werden kann, um die dramatischen Veränderungen in der Zellkernstruktur durch Spermatogenese unter Verwendung von Fluoreszenzsonden zu untersuchen, die speziell die X- und Y-Chromosomen färben. FISH erfordert in der Regel die Störung der Fortpflanzungsorgane, um mitotische oder meiotische Chromosomen freizulegen und die Färbung bestimmter Genomregionen mit fluoreszierenden Sonden zu ermöglichen. WFISH ermöglicht die Erhaltung der nativen zytologischen Struktur des Hodens, gekoppelt mit einer guten Signaldetektion von Fluoreszenzsonden, die auf sich wiederholende DNA-Sequenzen abzielen. Dies ermöglicht es den Forschern, Veränderungen im Chromosomenverhalten von Zellen, die sich in der Meiose befinden, entlang der Struktur des Organs zu verfolgen, wobei jede Phase des Prozesses klar unterschieden werden kann. Diese Technik könnte besonders nützlich sein, um die meiotische Paarung von Chromosomen zu untersuchen und die zytologischen Phänotypen zu untersuchen, die z. B. mit synthetischen Verzerrern des Geschlechterverhältnisses, hybrider männlicher Sterilität und dem Knock-out von Genen verbunden sind, die an der Spermatogenese beteiligt sind.