DNA重组与修复之间的动态相互作用

减数分裂是生殖细胞中发生的动态发育过程。人们对减数分裂已进行了广泛研究,也归纳了期间的若干特别事件,包括如DNA双链断裂的形成和修复、重组、突触复合物的形成和组织。
小鼠通常被用作研究哺乳动物减数分裂的模型系统,该过程中涉及关键蛋白质的突变小鼠,其可用性有助于我们了解减数分裂发育的关键步骤。
研究减数分裂的一种广泛使用的方法是染色体扩散,这是在显微镜载玻片上进行的减数分裂染色质扩散技术(详细信息请参见Barchi等人2009年发表的《分子生物学研究方法》)。 随后可以针对目标蛋白质,在载有表面扩散核的载玻片上进行免疫染色,再通过显微镜进行分析。
在这里,我们专门针对前期一(偶线期)中的小鼠精母细胞并经染色体扩散的各种标记物的动态定位。特别显示了联会复合体蛋白(SYCP3)(红色),就是形成轴向元素的突触复合蛋白。在前期起始共定位于姐妹染色单体黏连轴。IHO1(绿色;IHO1抗体由Attila Toth博士慷慨提供),在前期与染色质结合,是减数分裂重组过程中非突触区DNA双链断裂形成的必需条件。DMC1(灰色)是一种DNA修复蛋白,位于减数分裂前期DNA双链断裂的修复位点;最后DNA显示为蓝色。
我们在配备有CrestOptics共焦转盘和结构照明设备的尼康Ti2倒置显微镜上进行了采集,并使用了100倍物镜(Nikon Plan Apo Lambda油浸,1.45 NA)。我们将超分辨图像与结构化照明的宽视野图像进行了比较,通过后者明显看出,提高分辨率有助于说明在突触支架水平上的减数分裂中双链断裂与重组机制之间的动态相互作用(图A)。值得注意的是,超分辨率图像可以揭示蛋白质复合物重新排列的先前潜在特征(请参见单SYCP3链的荧光强度分布图(图B.1),并解决在减数分裂的特定窗口(特别是染色体区域)中分离两条SYCP3纤丝的可能性(图B.2)。

图A:最大强度投影

宽视野

结构照明

图B (1):
分辨率测量

宽视野

结构照明

图B(2)

该应用说明由Alvaro Crevenna和Marco Barchi共同编写
欧洲分子生物学实验室(EMBL)

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