Name: preparation of meiotic chromosome spreads from mouse spermatocytes
Uploaded: 2017-11-22T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Meiotic Chromosome Spreads from Mouse Spermatocytes at JoVE.com

Les auteurs remercient l’assistance technique de Abigail Harris. Ils reconnaissent aussi Paula Cohen et Kim Holloway pour aider à optimiser le protocole de préparation des étalements de noyaux de spermatocytes de souris. Les auteurs apprécient également une lecture critique du manuscrit par Karen Schindler.
Ce travail a été soutenu par les NIH R01 GM106262 à K.M.B.

Toutes les méthodes impliquant la souris utilisent éthiques élevées et des normes relatives au bien-être et ont été approuvés par le Comité de l’urbanisme à la faculté de médecine de l’Université de Drexel et d’institutionnels animalier.
1. préparation des solutions et des instruments nécessaires
<ol><li>Préparer le tampon d’Extraction hypotonique (HEB) dans 50 mL d’eau de qualité laboratoire ultrapure, pH 8,2-8,4 (tableau 1). Faire la solution fraîche chaque fois...

<ol>
	<li>Handel, M. A., Schimenti, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+mammalian+meiosis:+regulation,+dynamics+and+impact+on+fertility.">Genetics of mammalian meiosis: regulation, dynamics and impact on fertility.</a> Nat Rev Genet. 11, 124-136 (2010).</li><li>Peters, A. H., Plug, A. W., van Vugt, M. J., de Boer, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+drying-down+technique+for+the+spreading+of+mammalian+meiocytes+from+the+male+and+female+germline.">A drying-down technique for the spreading of mammalian meiocytes from the male and female germline.</a> Chromosome Res. 5, 66-68 (1997).</li><li>Counce, S. J., Meyer, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+the+synaptonemal+complex+and+the+kinetochore+in+Locusta+spermatocytes+studied+by+whole+mount+electron+microscopy.">Differentiation of the synaptonemal complex and the kinetochore in Locusta spermatocytes studied by whole mount electron microscopy.</a> Chromosoma. 44, 231-253 (1973).</li><li>Speed, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meiosis+in+the+foetal+mouse+ovary.+I.+An+analysis+at+the+light+microscope+level+using+surface-spreading.">Meiosis in the foetal mouse ovary. I. An analysis at the light microscope level using surface-spreading.</a> Chromosoma. 85, 427-437 (1982).</li><li>Ashley, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+changes+in+Rad51+distribution+on+chromatin+during+meiosis+in+male+and+female+vertebrates.">Dynamic changes in Rad51 distribution on chromatin during meiosis in male and female vertebrates.</a> Chromosoma. 104, 19-28 (1995).</li><li>Baker, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+mouse+mLh1+in+DNA+mismatch+repair+and+meiotic+crossing+over.">Involvement of mouse mLh1 in DNA mismatch repair and meiotic crossing over.</a> Nat Genet. 13, 336-342 (1996).</li><li>Plug, A. W., Xu, J., Reddy, G., Golub, E. I., Ashley, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presynaptic+association+of+Rad51+protein+with+selected+sites+in+meiotic+chromatin.">Presynaptic association of Rad51 protein with selected sites in meiotic chromatin.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 93, 5920-5924 (1996).</li><li>Berkowitz, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disruption+of+CHTF18+causes+defective+meiotic+recombination+in+male+mice.">Disruption of CHTF18 causes defective meiotic recombination in male mice.</a> PLoS Genet. 8, e1002996 (2012).</li><li>Gomez, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sororin+loads+to+the+synaptonemal+complex+central+region+independently+of+meiotic+cohesin+complexes.">Sororin loads to the synaptonemal complex central region independently of meiotic cohesin complexes.</a> EMBO Rep. 17, 695-707 (2016).</li><li>Brooker, A. S., Berkowitz, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+roles+of+cohesins+in+mitosis,+meiosis,+and+human+health+and+disease.">The roles of cohesins in mitosis, meiosis, and human health and disease.</a> Methods Mol Biol. 1170, 229-266 (2014).</li><li>McNicoll, F., Stevense, M., Jessberger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cohesin+in+gametogenesis.">Cohesin in gametogenesis.</a> Curr Top Dev Biol. 102, 1-34 (2013).</li><li>Rankin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+elaboration:+making+sense+of+meiotic+cohesin+dynamics.">Complex elaboration: making sense of meiotic cohesin dynamics.</a> FEBS J. 282, 2426-2443 (2015).</li><li>Holloway, J. K., Sun, X., Yokoo, R., Villeneuve, A. M., Cohen, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+CNTD1+is+critical+for+meiotic+crossover+maturation+and+deselection+of+excess+precrossover+sites.">Mammalian CNTD1 is critical for meiotic crossover maturation and deselection of excess precrossover sites.</a> J Cell Biol. 205, 633-641 (2014).</li><li>La Salle, S., Sun, F., Handel, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+short-term+culture+of+mouse+spermatocytes+for+analysis+of+meiosis.">Isolation and short-term culture of mouse spermatocytes for analysis of meiosis.</a> Methods Mol Biol. 558, 279-297 (2009).</li><li>Wiltshire, T., Park, C., Caldwell, K. A., Handel, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+premature+G2/M-phase+transition+in+pachytene+spermatocytes+includes+events+unique+to+meiosis.">Induced premature G2/M-phase transition in pachytene spermatocytes includes events unique to meiosis.</a> Dev Biol. 169, 557-567 (1995).</li></ol>

Pour obtenir un nombre élevé de noyaux spermatocyte bien étalées, de bonne qualité, les étapes plus critiques du présent protocole incluent le temps d’incubation appropriés des tubules séminifères dans HEB, hacher des tubules séminifères, appropriée et de la technique employée pour étend la suspension cellulaire de saccharose sur les diapositives enduit fixatif. Nous Incuber les tubes séminifères des testicules des mâles type sauvage allant de jour après la naissance 15 à l’âge adulte dans HEB pe...

Souris sont utilisés intensivement comme un organisme modèle pour étudier la méiose chez les mammifères. Le processus du développement normales et défauts qui se produisent au cours de la méiose peuvent être évaluées. La chronologie et la progression des traits saillants qui se produisent au cours de la prophase I et sous-stades, ainsi une multitude de protéines spécifiques impliqués dans les processus essentiels à la régulation de la méiose peut être caractérisé en tant de type sauvage et de souris mutantes. Plusieurs procédés spécialisés qui se produisent au cours de la méiose, que je peux être étudié en détail (examinée par Haendel et Schimenti1). Il s’agit d’ADN cassure double brin (DSB) formation et réparation, recombinaison, formation de complexes synaptonémaux et ségrégation des chromosomes.
Un aspect important d’étudier le processus méiotiques est la capacité d’examiner des noyaux contenant des chromosomes homologues qui sont visuellement et optiquement ont décidé de mieux distinguent et identifient les événements de la prophase I est composée de 5 sous-stades de la Prophase I. qui se distinguent par des caractéristiques spécifiques, y compris la formation du complexe synaptonémal (SC). Le SC est un échafaudage de protéine tripartite qui permet le couplage et la réparation de cassure double brin d’ADN homologues. Pendant leptonema, homologues alignement comme éléments axiaux du SC sont fixées. Puis fixation des éléments centraux du complexe synaptonémal lors du zygotène facilite la connexion de l’appariement et physique (Synapse) entre des paires d’homologues. Au cours de pachytène, synapsis homologues devient complet et véhicules multisegments ADN sont formés d’une réparation d’une population de sélectionner des cassures double brin de l’ADN par recombinaison homologue. Le SC désassemble pendant diplonema, permettant aux homologues à desynapse mais restent attachées à leurs centromères et sur les sites de véhicules multisegments ADN. Enfin, au cours de la diacinèse, homologues recondenser et la transition à la métaphase1.
Historiquement, l’étalement en surface de chromatine méiotique ont donné peu de noyaux, en particulier ceux des premiers stades de la prophase I2. Par conséquent, ces méthodes ont été modifiés afin d’améliorer la séparation des cellules provenant de tissus (testicules ou ovaires), la technique de propagation de la chromatine méiotique et le rendement des noyaux méiotiques de haute qualité pour l’évaluation2,3, 4. en outre, cette méthode s’est avérée utile dans la préservation nucléaire et la chromatine lié protéines dans les noyaux méiotiques tel que démontré par immunolocalisation publiées techniques5,6,7. Par conséquent, la méthode décrite par Peters2 initialement et démontré ici rendements plusieurs noyaux de spermatocytes rafale distinct contenant des homologues subissant les sous-stades leptotène, zygotène, pachytène, diplotène et diacinèse de la prophase I.
La technique de préparation des étalements de noyaux (également appelés analyse de propagation de chromatine) est largement utilisée pour étudier la méiose dans les domaines de la reproduction et la biologie cellulaire. Diapositives contenant des étalements noyaux peuvent être par la suite immunomarquage avec les anticorps dirigés contre les protéines d’intérêt ou soumis à la coloration à l’argent et ensuite analysées au microscope. La méthode est similaire chez les souris mâles et femelles, bien que les modifications ont été décrites pour les souris femelles2. Il faut ne pas overmince les tubes séminifères. Noyaux doivent également être bien étalé afin que la suite immunostaining homologues et protéines associées sont bien visibles au microscope. Étalements noyaux peuvent être préparés en quelques heures et un immunomarquage immédiatement ou stockées à-80 ° C pendant un maximum de 3 semaines avant le dégel et immunostaining. Cependant, des résultats optimaux sont mieux obtenues pour certaines protéines si immunostaining est effectuée immédiatement ou dans les 2 semaines de préparation des étalements noyaux. Diapositives peuvent être immunomarquage avec un protocole standard à l’aide d’anticorps dirigés contre les protéines d’intérêt, suivie d’une incubation avec les conjugués à fluorescent protéines Anticorps secondaires ainsi que les teintures, puis photographié avec la microscopie de fluorescence8. À jour après la naissance 15-21, il y a suffisamment tissulaire par paire de testicules de type sauvage de céder 6-10 diapositives, et souris âgées (y compris les adultes) donneront plusieurs diapositives. Cependant, souris de type sauvage 6 semaines et plus aussi produira plus post méiotiques cellules (c'est-à-dire les spermatides) sur les diapositives suite immunostaining. En outre, tous les événements de la prophase je peux être observé chez les souris adultes et juvéniles. Les testicules des mâles à 10 à 15 jours donnera beaucoup plus de cellules leptotène et zygotène. Souris plus vieux que le jour après la naissance 14 à 15 produira plus noyaux pachytène et le diplotène.
Ici nous décrivons et démonstration d’une méthode largement utilisée de la préparation des étalements de noyaux de spermatocytes de souris.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Photo-Flo 200</td>
			<td>Kodak</td>
			<td>1464510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16% Paraformaldehyde (formaldehyde aqueous solution)</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>RT 15710</td>
			<td>Dilute 16% solution into 4% working stocks with 1X PBS and freeze aliquots at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon printed 3 ring slides</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>63418-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Premium uncharged frosted end glass slides</td>
			<td>Several commercial brands</td>
			<td></td>
			<td>Clean slides in ethyl or isopropyl alcohol and allow to drip dry prior to use; label slides on frosted end with a permanent marker or pencil depending on subsequent use of slides</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors (sharp and blunt tips)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14001-12</td>
			<td>Different brand of a similar type will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine tip surgical scissors (sharp tips)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14058-11</td>
			<td>Different brand of a similar type will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight fine tip forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11050-10</td>
			<td>Different brand of a similar type will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved medium tip forceps</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>16100110</td>
			<td>Different brand of a similar type will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td>Different brand of a similar type will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-SYCP3</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab97672</td>
			<td>Use at 1:300</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-centromere protein (derived from human CREST patient serum)</td>
			<td>Antibodies Incorporated</td>
			<td>15-234-0001</td>
			<td>Use at 1:50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Humidified chamber</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>We use Nunc square culture dishes 500 cm2/well with moistened paper towels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Widefield microscope with epifluorescence</td>
			<td>Leica microsystems</td>
			<td></td>
			<td>Any standard model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coplin jars</td>
			<td>Several commercial brands</td>
			<td></td>
			<td>50 ml capacity; 40 mm (1.6 in.) diameter, holds 10 slides (back to back)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes</td>
			<td>Several commercial brands</td>
			<td></td>
			<td>100 x 15 mm diameter, polystyrene sterile untreated</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of meiotic chromosome spreads from mouse spermatocytes

La méiose chez les mammifères est un processus de développement dynamique qui se produit dans les cellules germinales et peut être étudié et caractérisé. Utilisant une méthode pour propager les noyaux à la surface des lames (plutôt que de tomber d’une hauteur), nous démontrons une technique optimisée sur les spermatocytes de souris qui a été décrite en 1997. Cette méthode est largement utilisée en laboratoire pour étudier la méiose chez les mammifères, car il donne une pléthore de noyaux de haute qualité en sous-stades de la prophase I. séminifères tubules sont d’abord placés dans une solution hypotonique à gonfler les spermatocytes. Puis les spermatocytes sont lâchés dans une solution de saccharose pour créer une suspension de cellules, et les noyaux dispersés sur lames de verre trempé fixateur. Après immunomarquage, une diversité de protéines se rapportant aux processus méiotiques peut être examinée. Par exemple, les protéines du complexe synaptonémal, une structure tripartite qui connecte les axes/carottes de chromosomes homologues entre eux peuvent être facilement visualisées. Les protéines de recombinaison méiotique, qui sont impliqués dans la réparation des cassures double brin de l’ADN de recombinaison homologue, peuvent également être immunocolorées pour évaluer la progression de la prophase I. Ici nous décrire et démontrer en détail une technique largement utilisée pour étudier les mammifères méiose dans les spermatocytes de souris mâles juvéniles ou adultes.

La capacité de cette méthode pour fournir un grand nombre de surface répartis noyaux contenant homologues intacts dépend de trois facteurs principaux : 1) temps d’incubation appropriés des tubules séminifères dans du tampon hypotonique (c.-à-d. HEB) pour obtenir correctement gonflé spermatocyte les noyaux qui éclatent, mais se désagrège pas de prolongée d’incubation dans Hébreux, 2) micropipetting les gouttes de saccharose de cellules pour obtenir une suspension sépar?...

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Preparation of Meiotic Chromosome Spreads from Mouse Spermatocytes

La méiose est le processus de développement par lequel les gamètes sont constituées par une seule tournée de réplication de l’ADN et de deux cycles successifs de la ségrégation des chromosomes. La méiose chez les mammifères peut être examinée en utilisant une technique pour préparer les tartinades méiotique. Ici, nous démontrons une méthode de préparation des étalements de noyaux de spermatocytes de souris.

Préparation des chromosomes à la méiose se propage de Spermatocytes de souris

Mammalian meiosis is a dynamic developmental process that occurs in germ cells and can be studied and characterized. Using a method to spread nuclei on ...

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