Fluorescējošā in situ hibridizācija, kas pazīstama arī kā fluorescences in situ hibridizācija, biežāk tiek saukta par FISH. Tā ir metode, kas ietver īsas DNS virknes, kas marķētas ar fluorescējošu krāsu, izmantošanu, lai noteiktu ģenētiskas novirzes. FISH ļauj pētniekiem ātri un precīzi vizualizēt hromosomas, hromosomu daļas vai specifiskus gēnus. To bieži izmanto, lai noteiktu noteiktu slimību, īpaši vēža, prognozi un ārstēšanu.
FISH izmanto, lai noteiktu, vai hromosomās ir novirzes. Tas var ietvert hromosomu dzēšanas, pārkārtošanās vai translokācijas, kurās divām hromosomām ir mainīti segmenti. FISH arī ļauj pētniekiem vizualizēt konkrētus gēnus. Tas var noteikt, vai ir klāt noteikts gēns, kur tas atrodas hromosomās un vai ir vairākas kopijas. To sauc par gēnu kartēšanu.
Cilvēka ģenētiskais sastāvs ir ietverts viņu DNS, kas atrodas visu viņa šūnu kodolos. DNS ir divi pavedieni, kas ir komplementāri viens otram. Citiem vārdiem sakot, tiem ir molekulas, ko sauc par bāzes pāriem, kas precīzi sakrīt. Gēni ir DNS segmenti, kuriem ir noteikta bāzes pāru secība un kas atrodas noteiktos hromosomu apgabalos. Gēni ir iedzimti un nosaka, kā šūnas funkcionē, bet tie var arī kļūt mutēti, ja mainās DNS bāzu pāru secība.
Fluorescējošā in situ hibridizācijas tehnika izmanto DNS virkņu komplimentāro raksturu. Izmeklētāji vispirms izveido zondi. Šī ir īsa, viena DNS virkne, kas papildina pētnieka meklēto ģenētisko secību. Pēc tam zonde tiek marķēta vai pievienota fluorescējošai krāsvielai.
Slimu audu šūnas, piemēram, audzēja biopsija, parasti veido paraugu, kas jāpārbauda FISH. Paraugu karsē, lai denaturētu DNS šūnu kodolos. Tas nozīmē, ka parauga šūnās esošās DNS dubultās virknes sadalās, veidojot atsevišķas virknes. Pēc tam ar paraugu hibridizē īpašu FISH zondi. Citiem vārdiem sakot, zondes viena virkne tiek ievadīta un saplūst ar tās papildu vienu virkni denaturētajās parauga šūnās.
Izmantojot īpašu fluorescējošu mikroskopu, pētnieks aplūko paraugu. Ja konkrētais gēns vai hromosoma atrodas parauga šūnās, tā parādīsies kā fluorescējoša gaisma uz tumšāka fona. Pētnieki var viegli noskaidrot, vai gēns ir vai nav, un, ja ir, cik gēna kopiju ir katrā šūnā. Ja pētnieks meklē gēna atrašanās vietu, viņš vai viņa var redzēt, kurā hromosomas vietā tas atrodas. Ar FISH nevar izmantot parasto gaismas mikroskopu, jo fluorescējošā krāsviela izstaro ļoti zemu gaismas līmeni.
DNS hibridizācijas izmantošana ar zondēm pirmo reizi tika veikta pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados; tomēr zondes tika marķētas ar radioaktīvām vielām, nevis fluorescējošām. Tam bija vairākas problēmas. Radioaktīvās vielas pēc savas būtības ir nestabilas, bīstamas, un to iznīcināšanai ir nepieciešami īpaši protokoli. Arī hibridizētās zondes izstarotā radioaktīvā signāla mērīšana prasa ilgu laiku. Fluorescējošā in situ hibridizācijas tehnika pārvar lielāko daļu šo šķēršļu.
Ja izmeklētāji zina, kādu gēnu viņi meklē, FISH to atrod ātri un precīzi. FISH var veikt arī tad, ja šūnas aktīvi nedalās, un tas sniedz precīzāku informāciju par hromosomu anomālijām. Tradicionālākas metodes, piemēram, karotipa noteikšana, vienkārši norāda izmeklētājiem hromosomu skaitu un lielumu šūnā.
Fluorescējošajai in situ hibridizācijai ir trūkumi. Tā kā FISH atslēga ir zināt gēna bāzes pāra secību un/vai atrašanās vietu, to nevar izmantot kā vispārēju skrīninga rīku. Tas ir arī dārgāks par citiem, mazāk specifiskiem paņēmieniem, un tas var nebūt pieejams visās laboratorijās vai slimnīcās.
Fluorescējošās in situ hibridizācijas priekšrocības un trūkumi vislabāk ir aprakstīti piemērā. FISH regulāri izmanto krūts vēža diagnostikā, lai noteiktu, vai pacientam ir vairākas gēna HER2 kopijas. Tas parasti norāda uz agresīvāku krūts vēža formu un to, ka pacientei ārstēšanas ietvaros jāsaņem noteiktas zāles. Šim nolūkam var izmantot FISH, jo ir zināma HER2 gēna bāzes pāra secība un hromosomu atrašanās vieta. Turpretim FISH nevar izmantot, lai noteiktu, kurš nezināms gēns vai gēni ir izraisījuši krūts vēzi, vai vispārējai krūts vēža skrīningam.