Fluorestseeruvat in situ hübridisatsiooni, tuntud ka kui fluorestsents in situ hübridisatsiooni, nimetatakse sagedamini FISH-ks. See on tehnika, mis hõlmab fluorestsentsvärviga märgistatud lühikese DNA ahela kasutamist geneetiliste kõrvalekallete tuvastamiseks. FISH võimaldab uurijatel kiiresti ja täpselt visualiseerida kromosoome, kromosoomide osi või spetsiifilisi geene. Seda kasutatakse sageli teatud haiguste, eriti vähktõve prognoosi ja ravi määramiseks.
FISH-i kasutatakse kromosoomide kõrvalekallete kindlakstegemiseks. See võib hõlmata kromosomaalseid deletsioone, ümberkorraldusi või translokatsioone, kus kahel kromosoomil on segmendid vahetatud. FISH võimaldab ka uurijatel konkreetseid geene visualiseerida. See võib määrata, kas teatud geen on olemas, kus see kromosoomides asub ja kas esineb mitu koopiat. Seda nimetatakse geenide kaardistamiseks.
Inimese geneetiline ülesehitus sisaldub tema DNA-s, mis asub kõigi tema rakkude tuumades. DNA-l on kaks ahelat, mis on üksteisega komplementaarsed. Teisisõnu, neil on molekulid, mida nimetatakse aluspaarideks, mis sobivad täpselt kokku. Geenid on DNA segmendid, millel on konkreetne aluspaaride järjestus ja mis asuvad kromosoomide teatud piirkondades. Geenid on päritud ja määravad rakkude toimimise, kuid DNA aluspaaride järjestuse muutumisel võivad nad ka muteeruda.
Fluorestseeruv in situ hübridisatsioonitehnika kasutab ära DNA ahelate komplementaarset olemust. Uurijad loovad esmalt sondi. See on lühike üks DNA ahel, mis täiendab uurija otsitavat geneetilist järjestust. Seejärel sond märgistatakse või kinnitatakse fluorestsentsvärvi külge.
Haigestunud koe rakud, näiteks kasvaja biopsia, moodustavad tavaliselt FISH-i uuritava proovi. Proovi kuumutatakse DNA denatureerimiseks rakkude tuumades. See tähendab, et proovirakkudes olevad DNA kaksikahelad lagunevad, moodustades üksikud ahelad. Spetsiifiline FISH-sond hübridiseeritakse seejärel prooviga. Teisisõnu sisestatakse sondi üks ahel ja see sulandub denatureeritud proovirakkudesse selle täiendava ühe ahelaga.
Spetsiaalse fluorestsentsmikroskoobi abil vaatab teadlane proovi. Kui konkreetne geen või kromosoom on proovirakkudes, paistab see tumedamal taustal fluorestseeruva valgusena. Teadlased saavad hõlpsasti näha, kas geen on olemas või mitte, ja kui on, siis mitu geeni koopiat on igas rakus. Kui teadlane otsib geeni asukohta, näeb ta, kus kromosoomis see asub. Tavalist valgusmikroskoopi FISHiga kasutada ei saa, sest fluorestseeruv värv annab väga vähe valgust.
DNA hübridiseerimist sondidega kasutati esmakordselt 1960. aastatel; sondid olid aga märgistatud pigem radioaktiivsete kui fluorestseeruvate ainetega. Sellega oli mitu probleemi. Radioaktiivsed ained on oma olemuselt ebastabiilsed, ohtlikud ja vajavad kõrvaldamiseks spetsiaalseid protokolle. Samuti kulub palju aega hübridiseeritud sondi kiiratava radioaktiivse signaali mõõtmiseks. Fluorestseeruv in situ hübridisatsioonitehnika ületab enamiku neist takistustest.
Kui uurijad teavad, millist geeni nad otsivad, on FISH selle leidmisel kiire ja täpne. FISH-i saab teha ka siis, kui rakud aktiivselt ei jagune, ja see annab täpsemat teavet kromosoomide kõrvalekallete kohta. Tavapärasemad tehnikad, nagu karotüpiseerimine, ütlevad uurijatele lihtsalt rakus olevate kromosoomide arvu ja suuruse.
Fluorestseeruval in situ hübridisatsioonil on puudusi. Kuna FISH-i võtmeks on geeni aluspaari järjestuse ja/või asukoha teadmine, ei saa seda kasutada üldise sõelumisvahendina. See on ka kallim kui teised, vähem spetsiifilised tehnikad ja ei pruugi olla saadaval kõikides laborites või haiglates.
Fluorestseeruva in situ hübridisatsiooni eeliseid ja puudusi kirjeldab kõige paremini näide. FISH-i kasutatakse rutiinselt rinnavähi diagnoosimisel, et teha kindlaks, kas patsiendil on HER2-nimelise geeni mitu koopiat. Tavaliselt viitab see rinnavähi agressiivsemale vormile ja sellele, et patsient peaks saama ravi osana teatud ravimeid. Selleks saab kasutada FISH-i, sest HER2 geeni aluspaari järjestus ja kromosoomne asukoht on teada. Seevastu FISH-i ei saa kasutada selleks, et teha kindlaks, milline tundmatu geen või geenid on rinnavähi põhjustanud, ega üldse rinnavähi skriinimiseks.