Hva er lysstoffrør i situ-hybridiseringsteknikk?
Fluorescerende in situ-hybridisering, også kjent som fluorescens in situ-hybridisering, blir mer ofte referert til som FISH. Det er en teknikk som innebærer å bruke en kort streng DNA merket med et lysstofffargestoff for å oppdage genetiske avvik. FISH lar etterforskere visualisere kromosomer, deler av kromosomer eller spesifikke gener raskt og nøyaktig. Dette brukes ofte for å bestemme prognosen for og behandlingen for visse sykdommer, spesielt kreftformer.
FISH brukes til å bestemme om kromosomer har unormalt. Dette kan inkludere kromosomale delesjoner, omorganiseringer eller translokasjoner, der to kromosomer har svitsjede segmenter. FISH lar også etterforskere visualisere spesifikke gener. Det kan avgjøre om et visst gen er til stede, hvor det ligger på kromosomene, og om flere kopier er til stede. Dette kalles genkartlegging.
Den genetiske sammensetningen av en person er inneholdt i deres DNA, som ligger i kjernen i alle cellene deres. DNA har to tråder som er komplementære med hverandre. De har med andre ord molekyler som kalles basepar som samsvarer nøyaktig sammen. Gener er segmenter av DNA som har en bestemt sekvens av basepar og er lokalisert på spesifikke kromosomområder. Gener arves og avgjør hvordan celler fungerer, men de kan også bli muterte hvis sekvensen til DNA-basepar blir endret.
Den fluorescerende in situ hybridiseringsteknikken drar fordel av den komplette naturen til DNA-strenger. Etterforskere oppretter først en sonde. Dette er en kort, enkelstreng med DNA som er komplementær til den genetiske sekvensen etterforskeren leter etter. Sonden blir deretter merket eller festet til et lysstofffargestoff.
Celler fra sjukt vev, for eksempel en tumorbiopsi, utgjør vanligvis prøven som skal undersøkes av FISH. Prøven varmes opp for å denaturere DNA i cellene. Dette betyr at de doble DNA-strengene i prøvecellene brytes fra hverandre for å danne enkeltstrenger. En spesifikk FISH-sonde blir deretter hybridisert med prøven. Med andre ord blir sondens enkeltstreng introdusert og smelter sammen med sin komplementære enkeltstreng i den denaturerte prøveceller.
Ved å bruke et spesielt fluorescerende mikroskop ser forskeren på prøven. Hvis det spesifikke genet eller kromosomet er til stede i prøvecellene, vil det vises som et lysstoffrør mot en mørkere bakgrunn. Forskere kan lett se om genet er til stede eller ikke, og om det er, hvor mange kopier av genet som er i hver celle. Hvis forskeren leter etter plasseringen av et gen, kan han eller hun se hvor på kromosomet det er. Et vanlig lysmikroskop kan ikke brukes med FISH, fordi lysstofffarget gir veldig lite lysnivå.
Bruk av DNA-hybridisering med sonder ble først oppnådd på 1960-tallet; probene ble imidlertid merket med radioaktive stoffer i stedet for lysstoffrør. Dette hadde flere problemer. Radioaktive stoffer er iboende ustabile, farlige og krever spesielle protokoller for avhending. Det tar også lang tid å måle det radioaktive signalet som sendes ut av den hybridiserte sonden. Den fluorescerende in situ hybridiseringsteknikken overvinner de fleste av disse hindringene.
Hvis etterforskere vet hvilket gen de leter etter, er FISH raske og nøyaktige til å finne det. FISH kan også utføres selv om cellene ikke deler seg aktivt, og det gir mer spesifikk informasjon om avvik i kromosomer. Mer konvensjonelle teknikker, for eksempel karotyping, forteller bare etterforskerne antall og størrelse på kromosomer i en celle.
Fluorescerende hybridisering in situ har ulemper. Siden nøkkelen til FISH er å kjenne baseparssekvensen og / eller plasseringen til et gen, kan den ikke brukes som et generelt screeningsverktøy. Det er også dyrere enn andre, mindre spesifikke teknikker og er kanskje ikke tilgjengelig i alle laboratorier eller sykehus.
Fordelene og ulempene med fluorescerende in situ-hybridisering beskrives best ved eksempel. FISH brukes rutinemessig i diagnosen brystkreft for å avgjøre om en pasient har flere kopier av et gen som heter HER2. Dette indikerer vanligvis en mer aggressiv form for brystkreft, og at pasienten bør få visse medisiner som en del av behandlingen. FISH kan brukes til dette fordi baseparssekvensen og kromosomal lokalisering av HER2-genet er kjent. I motsetning til dette kan FISH ikke brukes til å bestemme hvilket ukjent gen eller gener som har forårsaket brystkreft, eller til å screene for brystkreft generelt.