Ποια είναι η τεχνική φθορισμού in situ υβριδισμού;

Η υβριδοποίηση φθορισμού in situ, γνωστός και ως υβριδισμός in situ φθορισμού, αναφέρεται συχνότερα ως ψάρια.Πρόκειται για μια τεχνική που περιλαμβάνει τη χρήση ενός μικρού κλώνου DNA που επισημαίνεται με φθορίζουσα βαφή για την ανίχνευση γενετικών ανωμαλιών.Τα ψάρια επιτρέπουν στους ερευνητές να απεικονίζουν χρωμοσώματα, τμήματα χρωμοσωμάτων ή συγκεκριμένα γονίδια γρήγορα και με ακρίβεια.Αυτό χρησιμοποιείται συχνά για τον προσδιορισμό της πρόγνωσης και της θεραπείας για ορισμένες ασθένειες, ιδιαίτερα καρκίνους.

Τα ψάρια χρησιμοποιούνται για να προσδιοριστούν εάν τα χρωμοσώματα έχουν ανωμαλίες.Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει χρωμοσωμικές διαγραφές, αναδιατάξεις ή μετατοπίσεις, στις οποίες δύο χρωμοσώματα έχουν αλλάξει τμήματα.Τα ψάρια επιτρέπουν επίσης στους ερευνητές να απεικονίζουν συγκεκριμένα γονίδια.Μπορεί να προσδιορίσει εάν υπάρχει ένα συγκεκριμένο γονίδιο, όπου βρίσκεται στα χρωμοσώματα και εάν υπάρχουν πολλαπλά αντίγραφα.Αυτό ονομάζεται χαρτογράφηση γονιδίων.

Η γενετική μακιγιάζ ενός ατόμου περιέχεται στο DNA του, το οποίο βρίσκεται στους πυρήνες όλων των κυττάρων τους.Το DNA έχει δύο σκέλη που είναι δωρεάν μεταξύ τους.Με άλλα λόγια, έχουν μόρια που ονομάζονται ζεύγη βάσεων που ταιριάζουν ακριβώς μαζί.Τα γονίδια είναι τμήματα του DNA που έχουν μια συγκεκριμένη ακολουθία ζευγών βάσεων και βρίσκονται σε συγκεκριμένες περιοχές χρωμοσωμάτων.Τα γονίδια κληρονομούνται και καθορίζουν τον τρόπο λειτουργίας των κυττάρων, αλλά μπορούν επίσης να μεταλλαχθούν εάν αλλάζει η αλληλουχία των ζεύγους βάσεων DNA.

Η τεχνική υβριδισμού φθορισμού in situ εκμεταλλεύεται την δωρεάν φύση των κλώνων DNA.Οι ερευνητές δημιουργούν πρώτα έναν καθετήρα.Πρόκειται για ένα σύντομο, μοναδικό σκέλος του DNA που είναι δωρεάν για τη γενετική ακολουθία που αναζητά ο ερευνητής.Στη συνέχεια, ο ανιχνευτής επισημαίνεται ή συνδέεται με φθορίζουσα βαφή

κύτταρα από νοσούντα ιστό, όπως μια βιοψία όγκου, συνήθως αποτελούν το δείγμα που θα εξεταστεί από τα ψάρια.Το δείγμα θερμαίνεται για να μετράει το DNA στους πυρήνες των κυττάρων.Αυτό σημαίνει ότι οι διπλές κλώνοι του DNA στα κύτταρα του δείγματος σπάνε για να σχηματίσουν μεμονωμένα κλώνους.Ένας συγκεκριμένος ανιχνευτής ψαριών στη συνέχεια υβριδοποιείται με το δείγμα.Με άλλα λόγια, εισάγεται ο ενιαίος σκέλος του ανιχνευτή και ασφάλειες με το δωρεάν μονό κλώνο στα μετουσιωμένα κύτταρα δείγματος.

Χρησιμοποιώντας ένα ειδικό φθορίζοντα μικροσκόπιο, ο ερευνητής εξετάζει το δείγμα.Εάν υπάρχει το συγκεκριμένο γονίδιο ή το χρωμόσωμα στα κύτταρα του δείγματος, θα εμφανιστεί ως φθορίζον φως σε ένα πιο σκούρο φόντο.Οι ερευνητές μπορούν εύκολα να δουν αν το γονίδιο είναι παρόν ή όχι, και αν είναι, πόσα αντίγραφα του γονιδίου βρίσκονται σε κάθε κύτταρο.Εάν ο ερευνητής ψάχνει για τη θέση ενός γονιδίου, αυτός ή αυτή μπορεί να δει πού στο χρωμόσωμα είναι.Ένα κανονικό μικροσκόπιο φωτός δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τα ψάρια, επειδή η φθορίζουσα βαφή εκπέμπει ένα πολύ χαμηλό επίπεδο φωτός.

Η χρήση του υβριδισμού DNA με ανιχνευτές πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1960.Ωστόσο, οι ανιχνευτές επισημάνθηκαν με ραδιενεργές ουσίες και όχι με φθορίζοντες.Αυτό είχε πολλά προβλήματα.Οι ραδιενεργές ουσίες είναι εγγενώς ασταθείς, επικίνδυνες και απαιτούν ειδικά πρωτόκολλα για διάθεση.Χρειάζεται επίσης πολύς χρόνος για να μετρηθεί το ραδιενεργό σήμα που εκπέμπεται από τον υβριδοποιημένο ανιχνευτή.Η τεχνική υβριδισμού φθορισμού in situ ξεπερνά τα περισσότερα από αυτά τα εμπόδια.

Εάν οι ερευνητές γνωρίζουν ποιο γονίδιο αναζητούν, τα ψάρια είναι γρήγορα και ακριβή στην εύρεση του.Τα ψάρια μπορούν επίσης να εκτελεστούν ακόμη και αν τα κύτταρα δεν διαιρούνται ενεργά και παρέχει πιο συγκεκριμένες πληροφορίες σχετικά με ανωμαλίες στα χρωμοσώματα.Περισσότερες συμβατικές τεχνικές, όπως η καροτυπία, απλά λένε στους ερευνητές τον αριθμό και το μέγεθος των χρωμοσωμάτων μέσα σε ένα κύτταρο.

Η φθορίζουσα in situ υβριδοποίηση έχει μειονεκτήματα.Δεδομένου ότι το κλειδί για τα ψάρια είναι να γνωρίζετε την ακολουθία ζεύγους βάσης ή/και τη θέση ενός γονιδίου, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γενικό εργαλείο διαλογής.Είναι επίσης πιο ακριβό από άλλες, λιγότερο συγκεκριμένες τεχνικές και μπορεί να μην είναι διαθέσιμες σε όλα τα εργαστήρια ή τα νοσοκομεία./p

Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της υβριδοποίησης φθορισμού in situ περιγράφονται καλύτερα με παράδειγμα.Τα ψάρια χρησιμοποιούνται συνήθως στη διάγνωση του καρκίνου του μαστού για να προσδιορίσουν εάν ένας ασθενής έχει πολλαπλά αντίγραφα ενός γονιδίου που ονομάζεται HER2.Αυτό συνήθως δείχνει μια πιο επιθετική μορφή καρκίνου του μαστού και ότι ο ασθενής πρέπει να λαμβάνει ορισμένα φάρμακα ως μέρος της θεραπείας του.Τα ψάρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτό επειδή η ακολουθία ζευγών βάσεων και η χρωμοσωμική θέση του γονιδίου HER2 είναι γνωστή.Αντίθετα, τα ψάρια δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του άγνωστου γονιδίου ή των γονιδίων έχει προκαλέσει τον καρκίνο του μαστού ή για την εξέταση του καρκίνου του μαστού γενικά.