蛍光in situハイブリダイゼーション技術とは何ですか？

蛍光in situハイブリダイゼーションとしても知られる蛍光in situハイブリダイゼーションは、より一般的にFISHと呼ばれます。 これは、蛍光色素で標識された短いDNA鎖を使用して遺伝的異常を検出する手法です。 FISHにより、研究者は染色体、染色体の一部、または特定の遺伝子を迅速かつ正確に視覚化できます。 これは、特定の疾患、特に癌の予後と治療を決定するためによく使用されます。

FISHは、染色体に異常があるかどうかを判断するために使用されます。 これには、2つの染色体がセグメントを切り替えた染色体の欠失、再配列、または転座が含まれる場合があります。 FISHにより、研究者は特定の遺伝子を視覚化することもできます。 特定の遺伝子が存在するかどうか、染色体上のどこにあるか、複数のコピーが存在するかどうかを判断できます。 これは遺伝子マッピングと呼ばれます。

人の遺伝子構造は、すべての細胞の核にあるDNAに含まれています。 DNAには、互いに相補的な2本の鎖があります。 つまり、正確に一致する塩基対と呼ばれる分子があります。 遺伝子は、特定の塩基対配列を持ち、染色体の特定の領域に位置するDNAのセグメントです。 遺伝子は継承され、細胞の機能を決定しますが、DNA塩基対の配列が変化すると、遺伝子が変異することもあります。

蛍光in situハイブリダイゼーション技術は、DNA鎖の相補的な性質を利用しています。 調査員は最初にプローブを作成します。 これは、研究者が探している遺伝子配列を補完する短い一本鎖DNAです。 次に、プローブを標識するか、蛍光色素に結合します。

腫瘍生検などの病変組織の細胞は、通常、FISHで検査されるサンプルを構成します。 サンプルを加熱して、細胞核内のDNAを変性させます。 これは、サンプルセル内のDNAの二本鎖がばらばらになって一本鎖になることを意味します。 次に、特定のFISHプローブがサンプルとハイブリダイズします。 言い換えると、プローブの1本鎖が導入され、変性したサンプルセル内の相補的な1本鎖と融合します。

特別な蛍光顕微鏡を使用して、研究者はサンプルを見ます。 サンプル細胞に特定の遺伝子または染色体が存在する場合、暗い背景に対して蛍光灯として表示されます。 研究者は、遺伝子が存在するかどうか、また存在する場合は、各細胞に遺伝子のコピーがいくつあるかを簡単に確認できます。 研究者が遺伝子の位置を探している場合、彼または彼女は染色体上のどこにあるかを見ることができます。 蛍光色素は非常に低いレベルの光を発するため、通常の光学顕微鏡はFISHとともに使用できません。

プローブとのDNAハイブリダイゼーションの使用は、1960年代に初めて達成されました。 しかし、プローブは蛍光物質ではなく放射性物質で標識されていました。 これにはいくつかの問題がありました。 放射性物質は本質的に不安定で危険であり、廃棄には特別なプロトコルが必要です。 また、ハイブリダイズしたプローブから放射される放射性シグナルを測定するのに時間がかかります。 蛍光in situハイブリダイゼーション技術は、これらの障害のほとんどを克服します。

捜査官が探している遺伝子を知っている場合、FISHはそれをすばやく正確に見つけます。 FISHは、細胞が活発に分裂していない場合でも実行でき、染色体の異常に関するより具体的な情報を提供します。 カロタイピングなどの従来の手法は、研究者に細胞内の染色体の数とサイズを伝えるだけです。

蛍光in situハイブリダイゼーションには欠点があります。 FISHの鍵は、遺伝子の塩基対配列や位置を知ることであるため、一般的なスクリーニングツールとして使用することはできません。 また、他の特定性の低い技術よりも高価であり、すべての研究所や病院で利用できるとは限りません。

蛍光in situハイブリダイゼーションの長所と短所は、例によって最もよく説明されています。 FISHは、患者がHER2と呼ばれる遺伝子のコピーを複数持っているかどうかを判断するために、乳がんの診断で日常的に使用されています。 これは通常、乳がんのより積極的な形態を示し、患者は治療の一環として特定の薬を服用する必要があることを示しています。 HER2遺伝子の塩基対配列と染色体位置がわかっているため、これにはFISHを使用できます。 対照的に、FISHは、乳がんの原因となっている未知の遺伝子を特定したり、乳がん全般をスクリーニングするために使用することはできません。