Fluorescentie in situ hybridisatie (FISH) is een krachtige moleculair-biologische techniek waarmee we de locatie van specifieke DNA- of RNA-sequenties in cellen en weefsels kunnen visualiseren en in kaart kunnen brengen. Het heeft in grote mate bijgedragen aan ons begrip van genetica, genexpressie, chromosomale afwijkingen en verschillende biologische processen.
De geschiedenis van FISH wordt gekenmerkt door belangrijke ontwikkelingen en mijlpalen:
1. Vroege concepten en ontwikkelingen (jaren zestig en zeventig)
- De basis voor FISH werd gelegd in de jaren zestig toen onderzoekers begonnen te experimenteren met nucleïnezuurhybridisatietechnieken. Hybridisatie omvat het aan elkaar koppelen van complementaire DNA- of RNA-strengen.
- In 1969 gebruikte John Cairns (zie foto) radioactieve probes om DNA-sequenties in het bacteriële genoom te detecteren, wat een van de eerste gevallen van in situ hybridisatie was.
- Begin jaren zeventig gebruikten onderzoekers als Mary-Lou Pardue en Joseph Gall radioactieve RNA-probes om specifieke gensequenties op Drosophila-chromosomen (fruitvlieg) zichtbaar te maken.
2. Introductie van niet-radioactieve probes (jaren 80)
- Het gebruik van radioactieve probes leidde tot zorgen over veiligheid voor de gebruiker en afvoer van het materiaal, wat leidde tot de ontwikkeling van niet-radioactieve probes voor FISH.
- In 1980 publiceerden Louise Brown en John Smith een methode waarbij gebruik werd gemaakt van biotine-gelabelde probes voor in situ hybridisatie.
- Gedurende de jaren tachtig hebben onderzoekers alternatieve labelingstechnieken onderzocht, zoals digoxigenine-gelabelde probes, die detecteerbare signalen produceerden zonder gebruik te maken van radioactiviteit.
3. Fluorescente-labeling en confocale microscopie (jaren 80 en 90)
- De doorbraak voor FISH kwam met de integratie van fluorescerende kleurstoffen als labels voor FISH-probes. Dit maakte een eenvoudigere detectie en visualisatie van hybridisatiegebeurtenissen mogelijk.
- In 1986 introduceerden John W. Sedat en David A. Agard breedveld-epifluorescentiemicroscopie om FISH-probes in beeld te brengen.
- In 1989 ontwikkelden Robert Singer en collega’s de methode van fluorescentie in situ hybridisatie met behulp van direct gelabelde DNA-probes.
4. Chromosome painting en spectral karyotyping (SKY) (jaren 90-2000)
- Onderzoekers begonnen meerdere fluorescerende probes te gebruiken om tegelijkertijd verschillende chromosomen te labelen, een techniek die bekend staat als ‘chromosome painting’.
- In 1995 werd de Spectral Karyotyping (SKY)-techniek geïntroduceerd, die de gelijktijdige visualisatie van alle chromosomen mogelijk maakte met behulp van verschillende fluorescerende kleuren.
- Deze technieken zorgden voor een revolutie in het onderzoek naar chromosomale afwijkingen en genetische variaties.
5. Vooruitgang in probe-ontwerp en automatisering (2000-heden)
- FISH heeft toepassingen gevonden in kankerdiagnostiek, prenatale testen en diverse andere onderzoeksgebieden.
- Biotrack (het moederbedrijf van NL-Lab) ontwikkelt C-FISH, een gepatenteerde geautomatiseerde versie van FISH, dat gebruik maakt van krachtige computers, hoge resolutie camera’s en AI-gedreven algoritmes.
- Het Biotrack-platform, gebaseerd op de C-FISH-technologie, maakt efficiënte analyse van grote aantallen monsters mogelijk, ook voor complexe toepassingen (zoals darmmicrobioom-onderzoek).
- Biotrack werkt voortdurend aan innovaties op het gebied van probe-ontwerp, fluorescente-labelingtechnologieën, digitale beeldverwerking en AI-gestuurde algoritmen om de ongekende gevoeligheid, specificiteit en snelheid van FISH verder te verbeteren.
De geschiedenis van FISH illustreert de evolutie van moleculaire technieken en hun diepgaande impact op ons begrip van genetica en biologie. FISH blijft een fundamenteel hulpmiddel voor het bestuderen van de genoomorganisatie, genexpressie en chromosomale afwijkingen in verschillende organismen en celtypen.
Interesse of vragen?
Heb je vragen naar aanleiding van dit artikel, dan raden we je van harte aan contact met ons op te nemen.
