Цитогенетические методы и метод FISH

Цитогенетические методы исследуют хромосомы на предмет численных и структурных аномалий, в то время как флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) использует меченые ДНК-зонды для выявления специфических последовательностей непосредственно в клетках или на хромосомных препаратах. Вместе они объединяют анализ целых хромосом и молекулярное обнаружение специфических последовательностей.

Definition

Цитогенетические методы и метод FISH — это методы, которые обнаруживают и локализуют хромосомные аномалии и специфические последовательности ДНК внутри клеток, при этом FISH использует флуоресцентно меченые зонды нуклеиновых кислот, которые гибридизуются с комплементарными целевыми последовательностями.

Scope

Тема охватывает обычное кариотипирование, FISH для локус- и хромосомоспецифических зондов, а также сравнительную геномную гибридизацию для оценки числа копий генома. Она рассматривает эти методы как методологический справочный материал о том, как визуализируются хромосомные и субхромосомные изменения, а не как руководство по клиническому тестированию.

Key concepts

• Кариотипирование
• Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH)
• Локус-специфические и центромерные зонды
• Хромосомные перестройки и анеуплоидия
• Сравнительная геномная гибридизация (CGH)
• Усиления и потери числа копий
• Интерфазный и метафазный анализ

Mechanisms

Традиционная цитогенетика останавливает делящиеся клетки в метафазе, распределяет и окрашивает хромосомы, а затем считывает картину полос для обнаружения численных и структурных аномалий. FISH, напротив, применяет флуоресцентно меченые одноцепочечные ДНК-зонды, которые гибридизуются со своими комплементарными целевыми последовательностями в фиксированных клетках; связанный зонд визуализируется с помощью флуоресцентной микроскопии, локализуя последовательность на хромосоме или в интерфазном ядре (Pinkel et al., 1986). Сравнительная геномная гибридизация расширяет этот принцип на весь геном путем совместной гибридизации по-разному меченых тестовой и референсной ДНК и сравнения их флуоресцентных соотношений для картирования усилений и потерь числа копий (Kallioniemi et al., 1992).

Clinical relevance

Эти методы используются для обнаружения хромосомных аномалий и структурных перестроек, имеющих отношение к конституциональным и приобретенным расстройствам. Данная статья описывает, как методы визуализируют хромосомы и последовательности в качестве справочной информации; она не содержит указаний по назначению или интерпретации какого-либо конкретного цитогенетического теста в уходе за пациентами.

Evidence & guidelines

Методы основаны на фундаментальных первичных исследованиях, которые представили высокочувствительную флуоресцентную гибридизацию (Pinkel et al., 1986) и сравнительную геномную гибридизацию для солидных опухолей (Kallioniemi et al., 1992). Подробные стандарты анализа и отчетности поддерживаются профессиональными цитогенетическими организациями и используются в лабораторной практике.

History

Цитогенетика человека развивалась в середине XX века с появлением надежного подсчета хромосом и их полос. Введение количественной, высокочувствительной флуоресцентной гибридизации in situ в 1986 году добавило разрешение, специфичное для последовательностей, к анализу хромосом (Pinkel et al., 1986), а сравнительная геномная гибридизация в 1992 году сделала возможными полногеномные исследования числа копий (Kallioniemi et al., 1992), предвосхитив современные методы оценки числа копий на основе массивов и секвенирования.

Key figures

• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Anne Kallioniemi

Seminal works

• pinkel-1986
• kallioniemi-1992

Frequently asked questions

Что добавляет FISH к обычному кариотипированию?

Кариотипирование показывает целые хромосомы и крупные структурные изменения, в то время как FISH использует меченые зонды для обнаружения специфических последовательностей или перестроек, в том числе в неделящихся интерфазных клетках, где полный кариотип не может быть составлен.

Как сравнительная геномная гибридизация обнаруживает изменения числа копий?

Она совместно гибридизует по-разному меченые тестовую и референсную ДНК с одной и той же мишенью и сравнивает их флуоресцентные соотношения; области, где тестовый сигнал относительно выше или ниже, указывают на геномные усиления или потери.