2025年3月28日
该方案描述了一种对单核苷酸多态性敏感的荧光原位杂交(SNP-FISH)方法,用于区分源自黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)X或Y染色体核糖体DNA位点的核糖体RNA转录本。
我们的研究重点是理解细胞如何感知、监测和调控其基因组内的多个核糖体DNA位点。具体而言,我们旨在揭示区分哪些rDNA位点处于活跃转录状态的机制,以及这些位点如何受到独立调控。我们最近发现,细胞内的rDNA数量会随时间发生变化,而这种变化会影响哪些rDNA位点被转录。
现在我们了解到,细胞会根据其核糖体DNA(rDNA)的数量来改变rDNA的转录。这一发现促使我们提出新的问题:细胞是如何感知自身rDNA的数量,以及如何决定优先表达哪一个rDNA位点的?目前,我们的实验室正致力于研究细胞用于区分不同rDNA位点并感知与调控其活性的分子机制。
在体视显微镜下,将果蝇解剖以在无RNase的PBS中分离睾丸。操作开始时,用一对镊子夹住腹部中段,另一对镊子夹住腹部末端,轻轻将果蝇身体拉开。使用镊子将分离出的睾丸从解剖皿转移至含有0.5毫升无RNase PBS的1.5毫升微量离心管中。
吸去 PBS,加入一毫升固定液。将样品置于室温下的旋转摇床中孵育 30 分钟。孵育结束后,吸去固定液。
然后在旋转摇床中用一毫升 PBS 洗涤样品两次,每次五分钟。吸除 PBS 后,向样品中加入一毫升无 RNase 的 70% 乙醇,并在 4°C 下于旋转摇床中孵育过夜。接着吸除乙醇,并向样品中加入一毫升洗涤缓冲液。
将样品在室温下置于旋转摇床中孵育3分钟。随后,将离心管直立静置2分钟。将探针和封闭剂与杂交缓冲液混合,按每份样品100 µL的总体积进行配制,如下所示。
吸去洗涤缓冲液后,向样本中加入100微升杂交溶液。用透明薄膜密封管子的管口边缘。用铝箔纸包裹管子以避光,并将样本置于37摄氏度水浴中孵育至少24小时。
不吸取杂交液,直接向样品中加入一毫升洗涤缓冲液。将样品置于37摄氏度水浴中避光孵育30分钟。吸去洗涤缓冲液后,向样品中加入一毫升新鲜洗涤缓冲液,再次孵育。
孵育结束后,吸去洗涤缓冲液,并向样品中加入 50 µL 封片介质。在解剖体视显微镜下,使用移液器将样品转移至显微镜载玻片上。用镊子将睾丸在载玻片上排列成一行,以便成像时便于识别样品。
用盖玻片覆盖样品,并用纸巾轻轻擦拭盖玻片边缘,去除多余的封片介质。用指甲油密封盖玻片边缘,置于室温避光处静置10分钟,使指甲油完全干燥。rRNA信号出现在核仁中,表现为细胞核内的DAPI透亮区域,尤其在细胞核和核仁较大的生殖细胞中更为明显。
在缺乏rRNA基因座的样本中,细胞质内观察到微弱且非特异性的信号。在大多数细胞中,仅检测到YrRNA信号,表明rRNA转录来自YrDNA基因座。在生殖细胞中观察到X与YrRNA的共表达,信号或融合为单个细胞核,或分离为两个核仁。
本研究提出了一种单核苷酸多态性敏感的荧光原位杂交(SNP-FISH)方案,用于区分黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)X和Y染色体核糖体DNA位点产生的核糖体RNA转录本。该研究旨在阐明细胞调控和转录不同核糖体DNA位点的分子机制。
区分位点特异性的核糖体RNA转录对于理解疾病相关体系中细胞的适应性及核糖体生物合成至关重要。基于SNP敏感的FISH技术可直接可视化来自不同基因组位点的rRNA转录活性,有助于在早期发现阶段进行机制性风险排除和靶点验证。该能力可增强在复杂遗传背景下转化研究的预测可信度以及项目组合的筛选决策。
这种SNP-FISH方法通过实现位点特异性的转录分析,支持假设检验和定量检测开发,从而整合到从发现到临床前研究的连续过程中。