Fluorescerande in situ-hybridisering, även känd som fluorescens in situ-hybridisering, kallas oftare för FISH. Det är en teknik som innebär att man använder en kort DNA-sträng märkt med ett fluorescerande färgämne för att upptäcka genetiska avvikelser. FISH tillåter utredare att visualisera kromosomer, delar av kromosomer eller specifika gener snabbt och exakt. Detta används ofta för att fastställa prognosen för och behandlingen av vissa sjukdomar, särskilt cancer.
FISH används för att avgöra om kromosomerna har avvikelser. Detta kan inkludera kromosomala deletioner, omarrangemang eller translokationer, där två kromosomer har bytt segment. FISH tillåter också utredare att visualisera specifika gener. Det kan avgöra om en viss gen är närvarande, var den finns på kromosomerna och om flera kopior finns. Detta kallas genkartläggning.
En persons genetiska sammansättning finns i deras DNA, som finns i kärnorna i alla deras celler. DNA har två strängar som är komplementära till varandra. De har med andra ord molekyler som kallas baspar som matchar exakt. Gener är segment av DNA som har en viss sekvens av baspar och är belägna på specifika områden av kromosomerna. Gener ärvs och bestämmer hur celler fungerar, men de kan också bli muterade om sekvensen av DNA-baspar förändras.
Den fluorescerande in situ hybridiseringstekniken drar fördel av den komplementära naturen hos DNA-strängar. Utredarna skapar först en sond. Detta är en kort, enkel DNA-sträng som är komplementär till den genetiska sekvensen som utredaren letar efter. Sonden märks sedan eller fästs vid ett fluorescerande färgämne.
Celler från sjuk vävnad, såsom en tumörbiopsi, utgör vanligtvis provet som ska undersökas av FISH. Provet värms upp för att denaturera DNA:t i cellkärnorna. Detta innebär att de dubbla DNA-strängarna i provcellerna går isär och bildar enkla strängar. En specifik FISH-sond hybridiseras sedan med provet. Med andra ord, sondens enkelsträng införs och smälter samman med dess komplementära enkelsträng i de denaturerade provcellerna.
Med hjälp av ett speciellt fluorescerande mikroskop tittar forskaren på provet. Om den specifika genen eller kromosomen finns i provcellerna kommer den att visas som ett fluorescerande ljus mot en mörkare bakgrund. Forskare kan enkelt se om genen finns eller inte, och om den är det, hur många kopior av genen som finns i varje cell. Om forskaren letar efter platsen för en gen kan han eller hon se var på kromosomen den är. Ett vanligt ljusmikroskop kan inte användas med FISH, eftersom det fluorescerande färgämnet avger mycket låg ljusnivå.
Användning av DNA-hybridisering med prober åstadkoms först på 1960-talet; proberna märktes dock med radioaktiva ämnen snarare än fluorescerande. Detta hade flera problem. Radioaktiva ämnen är till sin natur instabila, farliga och kräver speciella protokoll för bortskaffande. Det tar också lång tid att mäta den radioaktiva signalen som sänds ut av den hybridiserade sonden. Den fluorescerande in situ hybridiseringstekniken övervinner de flesta av dessa hinder.
Om utredarna vet vilken gen de letar efter är FISH snabb och exakt på att hitta den. FISH kan också utföras även om celler inte aktivt delar sig, och det ger mer specifik information om avvikelser i kromosomerna. Mer konventionella tekniker, såsom karotypning, berättar helt enkelt utredarna om antalet och storleken på kromosomerna i en cell.
Fluorescerande hybridisering in situ har nackdelar. Eftersom nyckeln till FISH är att känna till basparsekvensen och/eller lokaliseringen av en gen, kan den inte användas som ett allmänt screeningverktyg. Det är också dyrare än andra, mindre specifika tekniker och kanske inte finns på alla laboratorier eller sjukhus.
Fördelarna och nackdelarna med fluorescerande hybridisering in situ beskrivs bäst med exempel. FISH används rutinmässigt vid diagnos av bröstcancer för att avgöra om en patient har flera kopior av en gen som kallas HER2. Detta tyder vanligtvis på en mer aggressiv form av bröstcancer, och att patienten bör få vissa mediciner som en del av sin behandling. FISH kan användas för detta eftersom basparsekvensen och kromosomala placeringen av HER2-genen är kända. Däremot kan FISH inte användas för att fastställa vilken eller vilka okända gener som har orsakat bröstcancern, eller för att screena för bröstcancer i allmänhet.