Bevor er vor drei Jahren in Janelia ankam, entwirkte und baute er optische Instrumente wie Mikroskope und Spektrometer.
Fiore, ein Physiker durch Training, kam ins Pedram Lab, um etwas Neues auszuprobieren.
„Ich habe mich auf die Physik konzentriert, anstatt in die biologischen Anwendungen der Optik zu investieren, die ich entwickelt habe“, sagt Fiore. „Ich bin zum Pedram -Labor gekommen, um nach einer anderen Art von Auswirkungen zu suchen und mich einem Team anzuschließen, das Bereiche der Biologie untersucht, die neue Tools benötigen, und gleichzeitig eine Verbindung zur Lichtmikroskopie beibehalten.“
Bisher zahlt sich Fiores neue Richtung aus.
Der Leiter der Fiore und die Janelia -Gruppe, Kayvon Pedram, haben zusammen mit einem Forscherteam RHOBO6 entwickelt, eine leichte Mikroskopie -Sonde, die Wissenschaftlern einen beispiellosen Blick auf die extrazelluläre Matrix gibt – die Ansammlung organisierter molekularer Strukturen, die die Räume zwischen Zellen in unseren Körpern füllen .
Die extrazelluläre Matrix stützt und verleiht unseren Zellen und Geweben Struktur: Sie liefert ein Gerüst für Zellen, um einzuwachsen, diktiert die mechanischen Eigenschaften von Geweben und liefert Wege für Zellen, um zu reisen.
„Wenn unser Körper eine Zellengemeinschaft ist, können wir uns die extrazelluläre Matrix als die Infrastruktur vorstellen, die die Gemeinde baut“, sagt Pedram. „Der Versuch, die Biologie der Gewebee zu verstehen, ohne die extrazelluläre Matrix zu berücksichtigen, ist wie zu versuchen, eine Stadt zu verstehen und gleichzeitig alle Gebäude, Straßen und Züge zu ignorieren. Sie werden viel vermissen.“
Zwischen Zellen schauen
Trotz ihrer Bedeutung wurde die extrazelluläre Matrix nicht so tief untersucht wie ihre intrazellulären Gegenstücke. Das liegt daran, dass es schwierig ist, zwischen Zellen zu peerieren und extrazelluläre Strukturen zu charakterisieren, ohne sie zu stören.
Um diese Hindernisse zu überwinden, machte sich das Team für Forscher, um diese extrazellulären Strukturen zu untersuchen, eine einfachere Möglichkeit für die Leichtermikroskopie.
Sie entwarfen eine Sonde, RHOBO6, die keine Zellen durchdringt, sondern in der Umgebung bleibt. In diesen extrazellulären Räumen bindet das Molekül reversibel an Glykane, eines der am häufigsten vorkommenden Biomoleküle der extrazellulären Matrix. Nach der Bindung erhöht RHOBO6 seine Fluoreszenz. Infolge dieser reversiblen, fluorogenen Bindung können Forscher die extrazelluläre Matrixstruktur in lebenden Geweben und Tieren visualisieren, ohne native biologische Prozesse zu stören.
RHOBO6 könnte auch nützlich sein, um Krankheiten zu untersuchen, die nach Angaben der Forscher mit Veränderungen in der extrazellulären Matrix und der diagnostischen Bildgebung verbunden sind. Das Team arbeitete mit Valerie Weavers Labor an der University of California San Francisco zusammen, um RHOBO6 in der chirurgischen Bildgebung von Brusttumoren bei lebenden Tieren zu verwenden, und fand strenge Unterschiede zwischen der Matrix, die Primärtumoren umgeben, und in der Nähe gesunder Gewebe in der Nähe.
Eine kollaborative Anstrengung
Laut dem Team war Janelia ein ideales Umfeld für die Entwicklung und Testen von RHOBO6, was eine multidisziplinäre Anstrengung erforderte.
Zum Beispiel war der Gruppenleiter Shaohe Wang von Anfang an in das Projekt beteiligt und war maßgeblich daran beteiligt, Experimente zu erstellen, um die Sonde in den Maus -Speicheldrüsen zu testen, die sein Labor untersucht. Pratik Kumar, ein Postdoktoranden im Lavis -Labor, half bei der Prüfung der chemischen Stabilität von RhoBO6 im Laufe der Zeit. Mitglieder der Labors Rubin, Shroff und Ahrens trugen zur Prüfung von RhoBO6 in Fruchtfliegen, Rundwürmern und Zebrafisch bei, was zeigt, dass RhoBO6 mit verschiedenen häufig verwendeten Modellorganismen kompatibel ist.
Diese Kooperationen profitierten nicht nur dem Projekt, sondern waren auch für Pedram und Fiore hilfreich, die beide relativ neu in Janelia waren.
„Tony und ich haben viel mehr Freunde und Mitarbeiter auf dem Campus, als wir es sonst getan hätten, wenn es nicht dieses Projekt wäre“, sagt Pedram.
Guoqiang Yu, ein Postdoktorandist im Pedram-Labor und Co-Autor der neuen Studie, hat auch die Synthese von RhoBO6 vergrößert und es dem Team ermöglicht, die Sonde weit mit der wissenschaftlichen Gemeinschaft zu teilen.
„Ich freue mich darauf, die wunderschönen Bilder der extrazellulären Matrix zu sehen, die Forscher erfassen werden“, sagt Fiore. „Und ich freue mich noch mehr über die neuen Fragen, die wir und andere mit diesem Tool beantworten können.“
