ניתוח אוטומטי אופטימלי של אפנון הומאוסטזיס מיטוכונדריה עצבית חיה על ידי קולטני חומצה רטינואית ספציפיים לאיזופורם

הרשת המיטוכונדריאלית המורכבת מאתגרת מאוד לפלח, לעקוב ולנתח תאים חיים. כלי MATLAB מאפשרים ניתוח מיטוכונדריה בקובצי timelapse, ובכך מפשטים ומאיצים באופן משמעותי את תהליך עיבוד התמונה. עם זאת, הכלים הקיימים מייצרים נפח פלט גדול, הדורש תשומת לב ידנית פרטנית, ולמערכי ניסוי בסיסיים יש פלט של אלפי קבצים, שכל אחד מהם דורש טיפול נרחב וגוזל זמן.

כדי להתמודד עם בעיות אלה, פותחה אופטימיזציה שגרתית, הן בקוד MATLAB והן בטופסי סקריפט חי, המאפשרת ניתוח קבצים מהיר ומפחיתה משמעותית את קריאת המסמכים ועיבוד הנתונים. עם מהירות של 100 קבצים לדקה, האופטימיזציה מאפשרת ניתוח מהיר כולל. המיטוב משיג את תפוקת התוצאות על ידי ממוצע נתונים ספציפיים למסגרת עבור מיטוכונדריה בודדים לאורך מסגרות זמן, ניתוח נתונים באופן מוגדר, עקבי עם אלה פלט מכלים קיימים. הדמיה קונפוקלית חיה בוצעה באמצעות הצבע טטרמתילרודאמין מתיל אסטר, והאופטימיזציה השגרתית אומתה על ידי טיפול בתאים עצביים עם אגוניסטים לקולטן חומצה רטינואית (RAR), שהשפעתם על מיטוכונדריה עצבית מבוססת בספרות. התוצאות תאמו את הספרות ואפשרו אפיון נוסף של התנהגות הרשת המיטוכונדריאלית בתגובה לאפנון RAR ספציפי לאיזופורם.

מתודולוגיה חדשה זו אפשרה אפיון מהיר ותקף של רשת מיטוכונדריה של נוירונים שלמים, אך היא גם מאפשרת הבחנה בין אקסון למיטוכונדריה של גוף התא, תכונה חיונית ליישום בתחום מדעי המוח. יתר על כן, פרוטוקול זה יכול להיות מיושם על ניסויים באמצעות טיפולים מהירים, המאפשר הדמיה של אותם תאים לפני ואחרי טיפולים, מעבר לתחום מדעי המוח.