细胞遗传学中的杂交技术—— 选择FISH还是CGH？

Sarah Neidler
Tags: CGH, Molecular Biology, Successful Research Tips

　　细胞遗传学是描述染色体结构的研究学科。最早的细胞遗传学研究的是染色体的可视化和计数。染色体分析现在用于检测基因组修饰及其在疾病中的作用。染色体的多余或缺失会导致严重的疾病。著名的例子之一是额外的21号染色体，它与21三体综合征（唐氏综合症）相关。通过该方法也可以检测到明显的易位。与慢性髓性白血病（CML）相关的"费城染色体"是22号和9号染色体之间易位的结果。具体而言，是22号染色体的一部分易位至染色体9，形成BCR-ABL融合基因。当ABL1与BCR融合时，激酶活性增强，导致CML的发病。

◆识别插入，删除和易位

　　染色体可以用Giemsa染色法染色以显现G-带。每个染色体具有特征性的G带带型，并且通过比较两个样品细胞之间的模式可以检测异常，例如插入、缺失和易位。缺点是只有中期染色体可以用Giemsa染色。由于中期染色体高度浓缩，因此无法获得高分辨率结果。

◆研究染色体和基因修饰的更先进方法

FISH

　　检测插入，缺失，重复和易位的一种先进手段是基于探针的方法。广泛使用的方法是荧光原位杂交（FISH）。与基因组目标基因序列互补的探针带有荧光标记。这些探针与该序列所在的染色体部分结合。序列的重复会出现额外的荧光斑点，易位将使斑点远离其通常位点。 FISH探针可以与中期分裂相杂交，也可以与间期染色体杂交，可获得比G-带核型分析更高的分辨率。FISH探针可以通过切口平移法来制备，这过程需要DNA聚合酶I和DNase I. DNase I在模板DNA中引入随机切口，DNA聚合酶I添加核苷酸以延伸切口的3'-OH末端，从而消除了残基5'-PO4的缺刻。在荧光标记的核苷酸存在下，产生可以用作探针的荧光标记的DNA。制备FISH探针而不是使用市售探针的优点是：（1）为任何目标靶序列设计探针的灵活性和（2）价格。Enzo Life Sciences提供DNA labeling system 2.0，使用户能够从含有靶序列的模板DNA中制备FISH探针。如果需要，可以以地高辛或生物素代替荧光基团来标记探针。这样就实现了显色信号得检测，广泛用于免疫组织化学（IHC）。显色原位杂交（CISH）是诊断实验室的最优选择，因为可以使用明视场显微镜容易地检测信号。

CGH

　　分析染色体和基因修饰的更为先进的方法是比较基因组杂交（CGH），可用于全基因组分析。开始时，从实验样品和对照样品中分离DNA并将其片段化。然后用两种不同的荧光颜色标记两种样品，通常是绿色和红色。将DNA样品混合并使产生的探针在正常染色体上竞争杂交。如果两个样品相同，则到处都可以看到混合的黄色/橙色。红色信号表示红色标记的实验DNA的过量表达，即基因多拷贝的结果。另一方面，绿色信号表示基因丢失。这种形式的CGH需要用中期染色体进行，但这会降低分辨率。最近，基于阵列的CGH（aCGH）技术发展起来了。在aCGH中，数千个由基因组中已知序列组成的DNA探针附着在微芯片上。与标准CGH一样，两种DNA样品以两种不同的颜色标记，然后加载到芯片上用于竞争性杂交。aCGH实现了以十分精确的方式检测基因或序列缺失和扩增。在一个单独的实验中，同时分析了数千个序列。

　　Enzo Life Sciences为aCGH提供标记试剂盒，基于专有的标记技术，可获得高DNA标记量和高比活，从而获得非常低的DLR分数和清晰可靠的结果。除标准CGH阵列外，CYTAG^® TotalCGH标记试剂盒还可用于单核苷酸多态性（SNP）阵列检测。 对于SNP阵列，在标记之前必须用限制酶消化DNA。然后将标记的DNA探针与特殊的SNP微芯片杂交，这种SNP微芯片中含有检测基因组中已知SNP的探针。我们的CYTAG^® SuperCGH标记试剂盒专为低至50ng的少量样品而设计。

◆FISH还是aCGH?

　　在FISH中，可用多种颜色的探针与实验样品杂交，但是探针的数量受限于可选的颜色的数量。然而，aCGH允许以非常高的分辨率容易地分析数千个序列，并且还使得SNP的检测成为可能。 两种方法可以互补使用，以两种不同的方法确认结果。总之，FISH和aCGH都是研究基因组变化的非常强大的工具。

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