Kỹ thuật lai huỳnh quang tại chỗ là gì?
Lai huỳnh quang tại chỗ (Fluorescence in situ hybridization – FISH) là một kỹ thuật di truyền tế bào được phát triển vào đầu những năm 1980 nhằm phát hiện và xác định trình tự ADN cụ thể trên nhiễm sắc thể.
Trong kỹ thuật này, toàn bộ bộ nhiễm sắc thể của một cá thể được gắn vào một phiến kính và sau đó được cho tiếp xúc với một “đầu dò”—một đoạn ADN nhỏ tinh khiết được gắn thẻ bằng thuốc nhuộm huỳnh quang.
Đầu dò có nhãn huỳnh quang tìm thấy và sau đó liên kết với trình tự phù hợp của nó trong bộ nhiễm sắc thể. Với việc sử dụng kính hiển vi đặc biệt, có thể nhìn thấy vị trí nhiễm sắc thể và nhiễm sắc thể phụ nơi đầu dò huỳnh quang liên kết.
So với phân tích karyotype metaphase tế bào học (Conventional Cytogenetic – CC) thông thường, FISH không yêu cầu nuôi cấy tế bào và có thể trực tiếp sử dụng hạt nhân xen kẽ tươi hoặc nhúng parafin để đánh giá nhanh. Với việc phát hiện ra nhiều gen liên quan đến bệnh tật trong những năm gần đây, các ứng dụng của FISH đã mở rộng để bao gồm nhiều bệnh di truyền hơn, các khối u ác tính về huyết học và các khối u rắn.
Ví dụ, việc phát hiện FISH về chuyển vị BCR/ABL1, khuếch đại HER2 và sắp xếp lại ALK là rất quan trọng để hướng dẫn liệu pháp nhắm mục tiêu trong bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính, ung thư vú và ung thư biểu mô tuyến phổi. Do đó, xét nghiệm FISH đã được công nhận là thành phần quan trọng của y học cá nhân hóa.
Quá trình phát triển kỹ thuật lai huỳnh quang tại chỗ (FISH)
Phép lai tại chỗ được sử dụng để định vị trình tự ADN trên nhiễm sắc thể
Năm 1953, James Watson và Francis Crick đã mô tả mạng lưới liên kết hydro rộng khắp giữ hai chuỗi phản song song trong chuỗi xoắn kép ADN (Watson & Crick, 1953). Ngày nay, ngay cả học sinh cũng biết rằng Adenine trên một chuỗi ADN liên kết với Thymine trên chuỗi ADN bổ sung, và Cytosine cũng liên kết với Guanine.
Do có nhiều liên kết hydro được hình thành giữa các bazơ này nên chuỗi xoắn kép có cấu trúc rất ổn định. Hơn nữa, nếu các liên kết hydro giữ chuỗi xoắn lại với nhau bị phá vỡ bởi nhiệt hoặc hóa chất thì chuỗi xoắn có thể hình thành lại khi điều kiện trở nên thuận lợi hơn. Khả năng tái hình thành hoặc tái tạo chuỗi xoắn ADN này tạo cơ sở cho quá trình lai phân tử (molecular hybridization).
Trong quá trình lai phân tử, trình tự ADN hoặc ARN được dán nhãn được sử dụng làm đầu dò để xác định hoặc định lượng bản sao xuất hiện tự nhiên của trình tự trong mẫu sinh học. Vào những năm 1960, các nhà nghiên cứu Joseph Gall và Mary Lou Pardue nhận ra rằng phương pháp lai phân tử có thể được sử dụng để xác định vị trí của các chuỗi ADN tại chỗ (tức là ở vị trí tự nhiên của chúng trong nhiễm sắc thể).
Trên thực tế, vào năm 1969, hai nhà khoa học đã xuất bản một bài báo mang tính bước ngoặt chứng minh rằng các bản sao phóng xạ của trình tự ADN ribosome có thể được sử dụng để phát hiện các trình tự ADN bổ sung trong nhân của trứng ếch. Kể từ những quan sát ban đầu đó, nhiều cải tiến đã làm tăng tính linh hoạt và độ nhạy của quy trình đến mức lai tại chỗ hiện được coi là một công cụ thiết yếu trong di truyền học tế bào.
Đầu dò huỳnh quang được giới thiệu
Ngay sau công trình của Gall và Pardue, nhãn huỳnh quang đã nhanh chóng thay thế nhãn phóng xạ trong các đầu dò lai vì tính an toàn, ổn định và dễ phát hiện hơn (Rudkin & Stollar, 1977 ). Trên thực tế, hầu hết phương pháp lai tại chỗ hiện nay được thực hiện bằng quy trình FISH (Trask, 2002 ; Speicher & Carter, 2005).
Việc phát hiện trình tự ADN có thể được so sánh với việc tìm kiếm một cái kim trong đống cỏ khô, với cái kim là trình tự ADN quan tâm và đống cỏ khô là một bộ nhiễm sắc thể.
Việc tìm kiếm này sẽ dễ dàng hơn nhiều nếu người điều tra có một “nam châm” cực mạnh – trong trường hợp này là một bản sao huỳnh quang của chuỗi ADN quan tâm. Sự lai tạo xảy ra khi “nam châm” gặp “kim”; điều này đòi hỏi cả đầu dò và đích, như trong Hình 1. Trong hình, trình tự đầu dò, thường là một đoạn ADN nhân bản, được hiển thị bằng màu đỏ. ADN mục tiêu—nhiễm sắc thể trên phiến kính—được hiển thị bằng màu xanh lam (ở cột bên phải). Liên kết hydro nối hai chuỗi xoắn ADN được thể hiện bằng các đường màu đen.
Hình 1: Nguyên lý lai huỳnh quang tại chỗ (FISH)
(a) Các thành phần cơ bản của FISH là đầu dò ADN và trình tự đích.
(b) Trước khi lai, đầu dò DNA được dán nhãn bằng nhiều phương tiện khác nhau, chẳng hạn như dịch mã nick, ghi nhãn mồi ngẫu nhiên và PCR. Hai chiến lược ghi nhãn thường được sử dụng: ghi nhãn gián tiếp (bảng bên trái) và ghi nhãn trực tiếp (bảng bên phải). Đối với việc ghi nhãn gián tiếp, các đầu dò được dán nhãn bằng các nucleotide biến đổi có chứa hapten, trong khi việc ghi nhãn trực tiếp sử dụng các nucleotide đã được biến đổi trực tiếp để chứa fluorophore.
(c) Đầu dò được đánh dấu và DNA mục tiêu bị biến tính.
(d) Việc kết hợp đầu dò biến tính và mục tiêu cho phép ủ các chuỗi DNA bổ sung.
(e) Nếu đầu dò được dán nhãn gián tiếp, cần thêm một bước nữa để hiển thị hapten không phát huỳnh quang sử dụng hệ thống phát hiện enzyme hoặc miễn dịch. Trong khi FISH nhanh hơn với các đầu dò được dán nhãn trực tiếp, việc ghi nhãn gián tiếp mang lại lợi thế về khuếch đại tín hiệu bằng cách sử dụng một số lớp kháng thể và do đó nó có thể tạo ra tín hiệu sáng hơn so với mức nền.
Bước đầu tiên trong quy trình là tạo một bản sao huỳnh quang của trình tự thăm dò (Hình 1b, cột giữa) hoặc một bản sao đã sửa đổi của trình tự thăm dò có thể được tạo ra huỳnh quang sau này trong quy trình (Hình 1b, cột bên trái). Tiếp theo, trước khi bất kỳ sự lai tạo nào có thể xảy ra, cả trình tự đích và trình tự thăm dò phải được biến tính bằng nhiệt hoặc hóa chất (Hình 1c). Bước biến tính này là cần thiết để các liên kết hydro mới hình thành giữa mục tiêu và đầu dò trong bước lai tiếp theo. Sau đó, trình tự đầu dò và đích được trộn lẫn với nhau (Hình 1d) và đầu dò lai đặc biệt với trình tự bổ sung của nó trên nhiễm sắc thể. Nếu đầu dò đã có huỳnh quang (cột giữa), có thể phát hiện trực tiếp vị trí lai. Trong các trường hợp khác (cột bên trái), có thể cần thêm một bước để hiển thị đầu dò lai. Các giống lai được hình thành giữa các đầu dò và mục tiêu nhiễm sắc thể của chúng có thể được phát hiện bằng kính hiển vi huỳnh quang.
Khi các nhà điều tra thiết kế một thí nghiệm FISH, họ cần xem xét liệu độ nhạy và độ phân giải cần thiết cho thí nghiệm có nằm trong giới hạn kỹ thuật của kính hiển vi huỳnh quang hay không. Độ nhạy phụ thuộc vào khả năng thu thập ánh sáng của kính hiển vi cụ thể, xác định liệu có thể phát hiện được các chuỗi mục tiêu nhỏ, khó nhìn thấy hơn các chuỗi mục tiêu lớn hay không. Độ phân giải đề cập đến khả năng phân biệt giữa hai điểm dọc theo chiều dài của nhiễm sắc thể. Cuối cùng, kính hiển vi ánh sáng không thể phân giải các vật thể cách nhau dưới 200–250 nm, giới hạn dưới của phổ ánh sáng khả kiến. Với những giới hạn kỹ thuật này, các nhà điều tra cũng cần xem xét cấu trúc của ADN trong nhiễm sắc thể. Nhiễm sắc thể ở kỳ giữa có độ nén cao hơn hàng nghìn lần so với nhiễm sắc thể ở kỳ giữa , do đó, nhiễm sắc thể ở kỳ giữa có độ nén chặt hơn ít nhất mười lần so với ADN trần trụi. (Hãy nhớ rằng một vòng 3,4 nm của chuỗi xoắn ADN tương ứng với 10 cặp base của ADN). Khi tất cả các yếu tố này được xem xét cùng nhau, các nhà điều tra thường mong đợi đạt được độ phân giải trong phạm vi megabase cho các vị trí trên nhiễm sắc thể metaphase và độ phân giải trong phạm vi hàng chục nghìn kilobase đối với nhiễm sắc thể ở kỳ trung gian.
Sử dụng lai huỳnh quang tại chỗ để xác định vị trí của gen
FISH cung cấp một công cụ mạnh mẽ để xác định vị trí của chuỗi ADN nhân bản trên nhiễm sắc thể metaphase. Hình 2a cho thấy kết quả của một thí nghiệm FISH điển hình, trong đó trình tự ADN nhân bản được lai với các nhiễm sắc thể metaphase bình thường. Các dải màu đỏ được phát hiện tại các vị trí lai trên hai nhiễm sắc thể tương đồng, có thể được xác định bằng các kiểu dải đặc trưng của chúng. Kiểm tra kỹ hơn cho thấy mỗi dải màu đỏ thực sự bao gồm hai điểm, tương ứng với hai nhiễm sắc thể chị em trong nhiễm sắc thể phân bào. Một nhà di truyền học tế bào lành nghề sẽ có thể sử dụng những dữ liệu lai này cùng với kiểu phân dải để đặt trình tự thăm dò trong một vài megabase của các gen đã biết khác trên nhiễm sắc thể.
Hình 2: Phân tích tế bào học của các dòng vô tính tích hợp trình tự
(a) Sử dụng FISH, tín hiệu huỳnh quang được quan sát thấy ở các dải tế bào học (màu xám) trong đó các đoạn của nhiễm sắc thể nhân tạo của vi khuẩn được gắn thẻ theo trình tự lai (màu đỏ).
(b) Một bản sao được chọn dựa trên vị trí dải được sử dụng trong phân tích FISH để lập bản đồ điểm dừng của sự chuyển vị liên quan đến nhiễm sắc thể 11 và 19 ở một bệnh nhân mắc nhiều dị tật bẩm sinh và chậm phát triển trí tuệ. Bản sao kéo dài điểm dừng trên nhiễm sắc thể 19; do đó, tín hiệu màu đỏ được phân chia giữa nhiễm sắc thể phái sinh 11 và nhiễm sắc thể phái sinh 19 và hiện diện trên nhiễm sắc thể 19 bình thường.
Trong lịch sử, FISH và các kết quả lai tại chỗ khác đóng vai trò chính trong việc lập bản đồ gen trên nhiễm sắc thể của con người. Kết quả từ các thí nghiệm này đã được thu thập và biên soạn trong cơ sở dữ liệu và thông tin này tỏ ra hữu ích trong giai đoạn chú thích của Dự án Bộ gen Người (HGP). Hiện nay HGP đã hoàn tất, các nhà nghiên cứu hiếm khi sử dụng phương pháp lai tại chỗ chỉ để xác định vị trí nhiễm sắc thể của gen người.
Tuy nhiên, ở những loài mà bộ gen chưa được giải trình tự, FISH và các phương pháp lai tại chỗ có liên quan tiếp tục cung cấp dữ liệu quan trọng để lập bản đồ vị trí của gen trên nhiễm sắc thể.
Hiện tại, các ứng dụng FISH ở người chủ yếu hướng tới chẩn đoán lâm sàng.
Chẩn đoán các bất thường về nhiễm sắc thể bằng cách sử dụng Karyotypes và FISH
FISH và các quy trình lai tại chỗ khác rất quan trọng trong chẩn đoán lâm sàng các bất thường về nhiễm sắc thể khác nhau, bao gồm mất đoạn, nhân đôi và chuyển đoạn.
Hình 2b cho thấy một ví dụ trong đó các nhà điều tra đã sử dụng FISH cùng với phương pháp phân tích nhiễm sắc thể tiêu chuẩn để phân tích sự chuyển vị của bệnh nhân. Đầu dò lai tương ứng với một đoạn nhiễm sắc thể 19 bị nghi ngờ có chứa điểm dừng chuyển vị. Ba vùng lai được thể hiện rõ ràng trong ảnh huỳnh quang. Một điểm tương ứng với bản sao bình thường của nhiễm sắc thể 19 (nl19) của bệnh nhân và hai điểm còn lại tương ứng với các phiên bản bị thay đổi hoặc dẫn xuất (der), của nhiễm sắc thể 11 và 19 được tạo ra trong quá trình chuyển vị. Do đó, các nhà điều tra có thể sử dụng dữ liệu để thu hẹp vùng điểm dừng trên nhiễm sắc thể 19 và xác định nhiễm sắc thể thứ hai liên quan đến quá trình chuyển vị.
Đầu dò lai được sử dụng trong Hình 2b là một trong hàng ngàn dòng vô tính nhiễm sắc thể nhân tạo (BAC) của vi khuẩn từ HGP đã được cung cấp cho cộng đồng khoa học. Ngày nay, các nhà di truyền học tế bào có thể sử dụng nguồn nhân bản HGP rộng rãi để xác định chính xác các vị trí sắp xếp lại nhiễm sắc thể xuất hiện trong kiểu nhân. Trên thực tế, một nhóm các nhà khoa học đã lập bản đồ hơn 7.000 bản sao DNA từ HGP tới các dải cụ thể trên nhiễm sắc thể người (BAC Research Consortium, 2001). Ít nhất một bản sao có sẵn cho mỗi đoạn ADN nhiễm sắc thể megabase.
Ngoại lệ duy nhất là nhiễm sắc thể Y, vì nó tương đối ít gen.
Sử dụng bộ sưu tập đầu dò FISH để “Sơn” toàn bộ nhiễm sắc thể
Việc phát hiện sự sắp xếp lại nhiễm sắc thể bằng các đầu dò dành riêng cho vị trí (Hình 2b) có thể là một nỗ lực lâu dài, đặc biệt là nếu sự sắp xếp lại phức tạp đã xảy ra hoặc nếu các vùng được sắp xếp lại khó xác định bằng các kiểu dải của chúng trong kiểu nhân . May mắn thay, các nhà di truyền học tế bào hiện nay có lựa chọn sử dụng FISH đa huỳnh quang, hay phương pháp nhân nhiễm sắc thể quang phổ , để quét nhanh một bộ nhiễm sắc thể ở kỳ giữa để tìm ra các khả năng sắp xếp lại ( Speicher và cộng sự , 1996 ; Schrock và cộng sự , 1996). Multifluor FISH tạo ra một kiểu nhân trong đó mỗi nhiễm sắc thể dường như được sơn bằng một màu khác nhau. Mỗi “màu sơn” thực sự là một tập hợp các đầu dò lai tạo cho các chuỗi trải dài theo chiều dài của một nhiễm sắc thể cụ thể.
Với FISH đa huỳnh quang, trước tiên các nhà nghiên cứu chuẩn bị một tập hợp các chuỗi ADN để sử dụng làm đầu dò cho mỗi nhiễm sắc thể. Trong Hình 3a, các nhiễm sắc thể thăm dò đã được phân tách vật lý với nhau bằng phương pháp tế bào học dòng chảy. (Ngày nay, các nhà điều tra có thể sẽ sử dụng các bộ sưu tập ADN có sẵn trên thị trường cho mỗi nhiễm sắc thể.) Trong bước tiếp theo, các mẫu ADN được dán nhãn bằng sự kết hợp của các chất huỳnh quang tạo ra một màu duy nhất cho mỗi nhiễm sắc thể. ( Bước ADN Cot-1 trong hình sẽ loại bỏ các chuỗi ADN lặp đi lặp lại [ví dụ, ADN trung tâm] có thể liên kết với tất cả các nhiễm sắc thể.) Sau đó, các đầu dò lai huỳnh quang được kết hợp và lai với các nhiễm sắc thể ở kỳ giữa. Hình 3b cho thấy hình ảnh của nhiễm sắc thể xen kẽ và metaphase khi chúng xuất hiện qua kính hiển vi sau khi lai. Đối với mắt người, một số nhiễm sắc thể metaphase dường như có cùng màu, nhưng việc xử lý hình ảnh kỹ thuật số sẽ phân biệt sự khác biệt về quang phổ giữa các nhiễm sắc thể. Một nhiễm sắc thể bình thường của con người (Hình 3b) sẽ có màu đồng nhất dọc theo chiều dài của nó, nhưng nhiễm sắc thể được sắp xếp lại sẽ có dạng sọc.
Hình 3: Phân tích nhiễm sắc thể quang phổ và FISH nhiều màu vẽ mỗi nhiễm sắc thể của con người bằng một trong 24 màu.
Định vị tế bào các chuỗi DNA bằng phương pháp lai huỳnh quang tại chỗ (FISH).
Mặc dù nhuộm màu nhiễm sắc thể cho phép đánh giá nhanh những thay đổi lớn của nhiễm sắc thể trong sự lan truyền của kỳ giữa, độ phân giải của phương pháp này còn hạn chế. Do đó, trong khi việc vẽ tranh nhiễm sắc thể cho phép các nhà điều tra nhanh chóng xác định các nhiễm sắc thể liên quan đến chuyển vị và xác định các trường hợp xóa và/hoặc sao chép lớn, thì các trường hợp xóa và sao chép nhỏ sẽ không thể được phát hiện. Nếu các nhà điều tra cần thông tin chi tiết hơn về các trình tự thực tế liên quan đến việc sắp xếp lại nhiễm sắc thể, họ cần theo dõi các cuộc thăm dò cụ thể tại địa điểm, như được mô tả trước đây (Hình 2).
Sử dụng FISH để phân tích nhiễm sắc thể xen kẽ
Kể từ khi FISH được giới thiệu, các nhà di truyền học tế bào đã có thể phân tích các nhiễm sắc thể ở kỳ giữa cũng như các nhiễm sắc thể ở kỳ giữa được sử dụng trong các kiểu nhân (Trask, 2002). Điều này mang lại một lợi thế thực tế thực sự, đó là tế bào không cần phải nuôi cấy trong vài ngày hoặc vài tuần trước khi có thể chuẩn bị nhiễm sắc thể để phân tích.
Ngoài ra, FISH có thể được sử dụng để phân tích nhiễm sắc thể từ các mẫu vật như khối u rắn, vốn rất được quan tâm về mặt lâm sàng nhưng không phân chia thường xuyên. Một tính năng hữu ích khác của FISH là các nhà nghiên cứu có thể giám sát đồng thời nhiều địa điểm nếu các đầu dò lai được dán nhãn bằng các chất huỳnh quang khác nhau.
Hình 4: Sử dụng FISH để phát hiện các bất thường về nhiễm sắc thể trong nhân xen kẽ.
(a) Sự nhân đôi của một phần nhỏ nhiễm sắc thể 17 gây ra hội chứng Charcot-Marie-Tooth được thể hiện rõ qua sự xuất hiện của ba tín hiệu màu đỏ, thay vì hai, trong nhân này. Các đốm xanh đánh dấu một trình tự nằm ngoài sự nhân đôi.
(b) Sự chuyển vị tạo ra sự hợp nhất của gen BCR (trên nhiễm sắc thể 22) và ABL (trên nhiễm sắc thể 9) trong nhiễm sắc thể Philadelphia được thể hiện rõ từ sự sắp xếp gần nhau của một cặp tín hiệu xanh lục và đỏ. Những tín hiệu này được tạo ra bằng cách sử dụng đầu dò FISH cho các chuỗi tương ứng nằm gần hai gen này. der(22) là nhiễm sắc thể Philadelphia. Chỉ những phần liên quan của nhiễm sắc thể bình thường và bất thường mới được hiển thị trong sơ đồ bên dưới mỗi bảng.
Hình 4 cho thấy hai ví dụ về cách FISH xen kẽ có thể được sử dụng để chẩn đoán các bất thường về nhiễm sắc thể. Hình 4a cho thấy nhân xen kẽ của một bệnh nhân mắc bệnh Charcot-Marie-Tooth (CMT) loại 1A (Lupski và cộng sự, 1991). CMT loại 1A là một tình trạng thần kinh tương đối phổ biến gây ra bởi sự nhân đôi của gen trên nhiễm sắc thể 17 mã hóa một trong các protein trong vỏ myelin bao quanh sợi trục thần kinh. Trong Hình 4a, tế bào của bệnh nhân đã được lai với đầu dò có nhãn màu đỏ tương ứng với một trình tự trong vùng nhân đôi, cùng với đầu dò màu xanh lá cây tương ứng với trình tự trên nhiễm sắc thể 17 nằm bên ngoài vùng nhân đôi. Từ hai tín hiệu màu xanh lá cây, có thể xác định được hai bản sao của nhiễm sắc thể 17 trong nhân. Một nhiễm sắc thể có cấu hình bình thường , trong khi nhiễm sắc thể thứ hai, der(17), chứa vùng nhân đôi, điều này thể hiện rõ qua hai tín hiệu màu đỏ gần đó. Hình này cũng dùng để minh họa một tính năng quan trọng khác của FISH xen kẽ. Bởi vì chất nhiễm sắc xen kẽ có độ nén thấp hơn khoảng 10.000 lần so với chất nhiễm sắc phân bào, nên có thể phân giải các vùng trùng lặp trên der(17) thành các điểm rời rạc. Sự trùng lặp nhỏ này sẽ khó giải quyết trong nhiễm sắc thể phân bào.
Hình 4b cho thấy phân tích FISH được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của sự chuyển đoạn nhiễm sắc thể ở một bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính (Tkachuk và cộng sự , 1990). Trong hầu hết các trường hợp mắc bệnh này, một đoạn nhiễm sắc thể số 9 chứa gen tiền ung thư ABL kết hợp với vùng cụm điểm dừng ( BCR ) trên nhiễm sắc thể 22 trong quá trình chuyển vị qua lại. Nhiễm sắc thể 22, hay der(22), còn được gọi là nhiễm sắc thể Philadelphia, chứa gen tổng hợp BCR-ABL trong đó chất kích thích BCR mạnh mẽ thúc đẩy quá trình tổng hợp bản phiên mã gen gây ung thư ABL , dẫn đến ung thư . Hình 4b chứng minh rằng FISH có thể dễ dàng xác định được sự hợp nhất BCR-ABL khi áp dụng đầu dò lai có nhãn màu xanh lá cây bên cạnh BCR cùng với đầu dò có nhãn màu đỏ ở bên cạnh ABL. Trong hình ảnh này, bản sao bình thường của nhiễm sắc thể 9 và 22 lần lượt được phát hiện dưới dạng các đốm đỏ và xanh lục. Mặt khác, nhiễm sắc thể Philadelphia có thể nhìn thấy dưới dạng một điểm hợp nhất phức tạp, dường như có vùng màu vàng ở giữa với các tiểu vùng màu đỏ và xanh lục ở hai bên. (Trong kính hiển vi huỳnh quang, màu vàng biểu thị sự ở rất gần của các đầu dò màu đỏ và màu xanh lá cây, do đó chúng có vẻ chồng lên nhau.) Cấu trúc phức tạp của điểm hợp nhất có thể được phát hiện trong nhiễm sắc thể xen kẽ, nhưng nó sẽ không được giải quyết trong phân tích FISH tương tự của nhiễm sắc thể metaphase.
Do đó, FISH xen kẽ hai màu cung cấp một phương pháp nhạy cảm để phân tích các sự kiện hợp nhất nhiễm sắc thể mà không cần nuôi cấy tế bào trước đó.
Một ứng dụng nghiên cứu khác của FISH xen kẽ sử dụng các loại màu nhuộm dành riêng cho nhiễm sắc thể để thu được thông tin về tổ chức của nhiễm sắc thể trong nhân. Hình 2a (phía trên bên trái) cho thấy một hạt nhân xen kẽ đã được nhuộm bằng sơn dành riêng cho nhiễm sắc thể. Từ hình vẽ có thể thấy rằng các nhiễm sắc thể chiếm các vùng lãnh thổ riêng biệtbên trong hạt nhân. Bằng cách kết hợp một cách sáng tạo các đầu dò đặc hiệu của nhiễm sắc thể với các đầu dò và kháng thể đặc hiệu gen, các nhà điều tra có thể sử dụng FISH để cung cấp những hiểu biết mới thú vị về cấu trúc hạt nhân.
Các ứng dụng khác của lai huỳnh quang tại chỗ
Các ứng dụng mới thú vị của kỹ thuật lai huỳnh quang tại chỗ (FISH) giúp mở rộng phạm vi hoạt động của nó tiếp tục được phát triển. Ví dụ, các nhà di truyền học tế bào hiện nay sử dụng phương pháp lai gen so sánh để phát hiện những khác biệt về số lượng, như sự biến đổi số lượng bản sao, trong nhiễm sắc thể của bệnh nhân. Gần đây, các nhà nghiên cứu cũng có thể tăng độ phân giải của FISH bằng cách sử dụng các sợi nhiễm sắc kéo dài (Parra & Windle, 1993) hoặc các vi mạng làm mục tiêu. Với những công cụ như thế này, di truyền học tế bào đã có thể chuyển từ nghiên cứu toàn bộ nhiễm sắc thể ở quy mô vĩ mô sang nghiên cứu DNA chứa các nhiễm sắc thể này.
