Kỹ thuật Di truyền học tế bào và FISH

Các kỹ thuật di truyền học tế bào kiểm tra nhiễm sắc thể để tìm các bất thường về số lượng và cấu trúc, trong khi lai huỳnh quang tại chỗ (FISH) sử dụng các đầu dò DNA được đánh dấu để làm nổi bật các trình tự cụ thể trực tiếp trong tế bào hoặc trên các tiêu bản nhiễm sắc thể. Cùng với nhau, chúng tạo cầu nối giữa phân tích toàn bộ nhiễm sắc thể và phát hiện phân tử đặc hiệu trình tự.

Definition

Các kỹ thuật di truyền học tế bào và FISH là các phương pháp phát hiện và định vị các bất thường nhiễm sắc thể và các trình tự DNA cụ thể trong tế bào, trong đó FISH sử dụng các đầu dò axit nucleic được đánh dấu huỳnh quang lai với các trình tự đích bổ sung.

Scope

Chủ đề này bao gồm phân tích nhiễm sắc thể đồ thông thường, FISH cho các đầu dò đặc hiệu locus và nhiễm sắc thể, và lai genomic so sánh để đánh giá số lượng bản sao trên toàn bộ bộ gen. Nó xem xét các kỹ thuật này như tài liệu tham khảo về phương pháp luận về cách hình dung các thay đổi ở cấp độ nhiễm sắc thể và dưới nhiễm sắc thể, chứ không phải là hướng dẫn xét nghiệm lâm sàng.

Key concepts

• Phân tích nhiễm sắc thể đồ
• Lai huỳnh quang tại chỗ (FISH)
• Đầu dò đặc hiệu locus và tâm động
• Tái sắp xếp nhiễm sắc thể và lệch bội
• Lai genomic so sánh (CGH)
• Tăng và mất số lượng bản sao
• Phân tích kỳ trung gian so với kỳ giữa

Mechanisms

Di truyền học tế bào thông thường làm ngừng các tế bào đang phân chia ở kỳ giữa, trải và nhuộm các nhiễm sắc thể, sau đó đọc mẫu băng để phát hiện các bất thường về số lượng và cấu trúc. Ngược lại, FISH áp dụng các đầu dò DNA sợi đơn được đánh dấu huỳnh quang lai với các trình tự đích bổ sung của chúng trong các tế bào cố định; đầu dò đã liên kết được hình dung bằng kính hiển vi huỳnh quang, định vị một trình tự vào một nhiễm sắc thể hoặc nhân tế bào ở kỳ trung gian (Pinkel et al., 1986). Lai genomic so sánh mở rộng nguyên tắc này ra toàn bộ bộ gen bằng cách lai đồng thời DNA mẫu và DNA tham chiếu được đánh dấu khác nhau và so sánh tỷ lệ huỳnh quang của chúng để lập bản đồ các vùng tăng và mất số lượng bản sao (Kallioniemi et al., 1992).

Clinical relevance

Các kỹ thuật này được sử dụng để phát hiện các bất thường nhiễm sắc thể và tái sắp xếp cấu trúc liên quan đến các rối loạn bẩm sinh và mắc phải. Mục này mô tả cách các phương pháp hình dung nhiễm sắc thể và trình tự như một tài liệu tham khảo; nó không cung cấp hướng dẫn về việc chỉ định hoặc giải thích bất kỳ xét nghiệm di truyền học tế bào cụ thể nào trong chăm sóc bệnh nhân.

Evidence & guidelines

Các phương pháp này dựa trên các nghiên cứu cơ bản đã giới thiệu kỹ thuật lai huỳnh quang có độ nhạy cao (Pinkel et al., 1986) và lai genomic so sánh cho các khối u rắn (Kallioniemi et al., 1992). Các tiêu chuẩn chi tiết về xét nghiệm và báo cáo được duy trì bởi các tổ chức di truyền học tế bào chuyên nghiệp và được tham chiếu trong thực hành phòng thí nghiệm.

History

Di truyền học tế bào người phát triển mạnh mẽ vào giữa thế kỷ XX với việc đếm và tạo băng nhiễm sắc thể đáng tin cậy. Sự ra đời của kỹ thuật lai huỳnh quang tại chỗ định lượng, độ nhạy cao vào năm 1986 đã bổ sung độ phân giải đặc hiệu trình tự vào phân tích nhiễm sắc thể (Pinkel et al., 1986), và kỹ thuật lai genomic so sánh vào năm 1992 đã giúp khảo sát số lượng bản sao trên toàn bộ bộ gen trở nên khả thi (Kallioniemi et al., 1992), báo trước các phương pháp dựa trên mảng và giải trình tự để xác định số lượng bản sao ngày nay.

Key figures

• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Anne Kallioniemi

Seminal works

• pinkel-1986
• kallioniemi-1992

Frequently asked questions

FISH bổ sung gì cho phân tích nhiễm sắc thể đồ thông thường?

Phân tích nhiễm sắc thể đồ cho thấy toàn bộ nhiễm sắc thể và các thay đổi cấu trúc lớn, trong khi FISH sử dụng các đầu dò được đánh dấu để phát hiện các trình tự hoặc tái sắp xếp cụ thể, kể cả trong các tế bào kỳ trung gian không phân chia mà không thể lập nhiễm sắc thể đồ đầy đủ.

Lai genomic so sánh phát hiện các thay đổi số lượng bản sao như thế nào?

Nó lai đồng thời DNA mẫu và DNA tham chiếu được đánh dấu khác nhau vào cùng một đích và so sánh tỷ lệ huỳnh quang của chúng; các vùng mà tín hiệu mẫu tương đối cao hơn hoặc thấp hơn cho thấy sự tăng hoặc mất gen.