Eine Methode, mit der Wissenschaftler bestimmte Abschnitte auf der DNA sichtbar machen, ist die so genannte Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH). Dafür hängen sie an die entsprechenden Stücke einen Fluoreszenzfarbstoff an, der dann mit einer Lichtquelle angeregt wird. Karsten König und sein Team im Institut für Anatomie II der Universität Jena haben dieses verbreite Verfahren nun weiter entwickelt. Der entscheidende Fortschritt liegt darin, dass sie nicht mehr mehrere kurzwellige Lichtquellen zur Fluoreszenzanregung markierter Genstücke benutzen, sondern nur noch einen einzigen ultrakurzgepulsten Hochleistungslaser im nahinfraroten Spektralbereich bei etwa 800 Nanometer Wellenlänge. Dessen Photonen-Strahlung ist geeignet, 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. Die Forscher wollen ihre so genannte Multiphoton-Multicolor-Fluorescence In Situ Hybridization (MM-FISH) beim 3. Weltkongress für Zell- und Molekularbiologie vom 8. bis 13. Oktober in Jena ihren Kollegen vorstellen.

"Das sieht dann richtig aus wie eine dreidimensionale Landkarte", bemerken Königs Kollegen Iris Riemann und Axel Göhlert. Chromosomen-Anomalien, die bei angeborenen Erkrankungen wie Trisomie 21 ("Down-Syndrom") vorliegen, sind so 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 einem zuverlässigen 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 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.