MM-FISH: Neue Methode zur dreidimensionalen Gendetektion

Eine neue Methode für die Gentechnologie haben Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena entwickelt. Damit ist es erstmals möglich, mehrere Abschnitte aus der Erbsubstanz gleichzeitig und dreidimensional gezielt zu markieren und abzubilden, somit also auch ihre räumliche Lage innerhalb der DNA darzustellen. Zunächst wird die Multiphoton-Multicolor-Fluorescence In Situ Hybridization (MM-FISH) vor allem in der Forschung Anwendung finden, um die genaue räumliche Position von Genen innerhalb der DNA des intakten Zellkerns und somit die Architektur des menschlichen Genoms zu ermitteln. In einigen Jahren könnte dieses Verfahren auch bei der vorgeburtlichen Diagnostik und in der Krebsdiagnostik eine wichtige Rolle spielen. Inzwischen wurde für MM-FISH ein Patent angemeldet.

Der entscheidende Fortschritt liegt darin, dass PD Dr. Karsten König und sein Team im Jenaer Institut für Anatomie II nicht mehr mehrere kurzwellige Lichtquellen zur Fluoreszenzanregung markierter Genstücke benutzen, sondern nur noch einen einzigen ultrakurzgepulsten Hochleistungslaser im nahinfraroten Spektralbereich bei ca. 800 Nanometer Wellenlänge. Dessen Photonen-Strahlung kann genutzt werden, um eine Vielzahl von Fluoreszenzmarkierten DNA-Bereichen gleichzeitig anzuregen und dreidimensional darzustellen. Da zudem durch den Einsatz von Formaldehyd zur Fixierung der zu untersuchenden Zelle eine schwache Hintergrundfluoreszenz entsteht, werden die farbig markierten Genstücke vor dem „Schattenriss“ des Zellkerns sichtbar.

„Das sieht dann richtig aus wie eine dreidimensionale Landkarte“, bemerken Königs Kollegen Dr. Iris Riemann und Axel Göhlert. Chromosomen-Anomalien, die bei angeborenen Erkrankungen wie Trisomie 21 („Down-Syndrom“) vorliegen, sind selbst für das ungeübte Auge des Laien deutlich erkennbar. Bislang haben die Wissenschaftler um Karsten König vor allem mit Proben aus dem Jenaer Institut für Humangenetik experimentiert. Sobald ihre MM-FISH-Methode, für die immerhin ein Speziallaser erforderlich ist, kostengünstiger einsetzbar wird, könnte sie zu einemzuverlässigen und effizienten Verfahren in der vorgeburtlichen und der – in Deutschland noch untersagten – Präimplantationsdiagnostik (PID) avancieren.

Aber auch ein Einstieg in die Molekularpathologie, etwa zur Krebsdiagnostik, scheint zum Greifen nahe. Weil der Photonenstrahl des Speziallasers bis zu drei Millimeter tief in Gewebeproben hineinreicht, lassen sich nicht nur genomische Bereiche in einzelnen Zellen, sondern auch in ganzen Zellverbänden untersuchen. „Bei vielen Tumoren liegt eine spezifische Genanomalie vor“, erklärt Dr. König. „Mit MM-FISH können wir gezielt nach Mikrotumoren fahnden und genetisch veränderte Zellen deutlich von umgebenen Normalzellen unterscheiden.“ Die Arbeit des Pathologen würde dadurch um einen molekulabiologischen Ansatz erweitert werden.

Die MM-FISH-Methode wird beim 3. Weltkongress für Zell- und Molekularbiologie vom 8. bis 13. Oktober in Jena der Fachöffentlichkeit vorgestellt.

Ansprechpartner:
PD Dr. Karsten König, Abteilung Lasermikroskopie
Institut für Anatomie II der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Tel.: 03641/938560, Fax:938552
E-Mail: kkoe@mti-n.uni-jena.de

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