Nature.com ପରିଦର୍ଶନ କରିବା ପାଇଁ ଆପଣଙ୍କୁ ଧନ୍ୟବାଦ। ଆପଣ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା ବ୍ରାଉଜରର ସଂସ୍କରଣରେ ସୀମିତ CSS ସମର୍ଥନ ଅଛି। ସର୍ବୋତ୍ତମ ଫଳାଫଳ ପାଇଁ, ଆମେ ଆପଣଙ୍କୁ ଆପଣଙ୍କର ବ୍ରାଉଜରର ଏକ ନୂତନ ସଂସ୍କରଣ ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ସୁପାରିଶ କରୁଛୁ (କିମ୍ବା ଇଣ୍ଟରନେଟ୍ ଏକ୍ସପ୍ଲୋରରରେ ସୁସଙ୍ଗତତା ମୋଡ୍ ଅକ୍ଷମ କରନ୍ତୁ)। ଏହି ସମୟ ମଧ୍ୟରେ, ଜାରି ସମର୍ଥନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ, ଆମେ ଷ୍ଟାଇଲିଂ କିମ୍ବା JavaScript ବିନା ସାଇଟ୍ ଦେଖାଉଛୁ।
ଅଟିଜିମ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଡିସଅର୍ଡର ଭଳି ନ୍ୟୁରୋଡେଭଲପମେଣ୍ଟାଲ୍ ଡିସଅର୍ଡରରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ର ଭୂମିକା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରୋପିଓନିକ୍ ଏସିଡ୍ (PPA) ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। PPA ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍, ମେଟାବୋଲିଜିମ୍ ଏବଂ ଟର୍ଣ୍ଣଓଭରକୁ ବାଧା ଦେବା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା। ତଥାପି, ଏହି ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ଜଟିଳ ସାମୟିକ ପ୍ରକୃତି ଯୋଗୁଁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡାଇନାମିକ୍ସ, ଫିସନ୍ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଉପରେ PPA ର ପ୍ରଭାବ ସମସ୍ୟାପୂର୍ଣ୍ଣ ରହିଛି। ଏଠାରେ, ଆମେ ନ୍ୟୁରନ୍ ପରି SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଅଲ୍ଟ୍ରାଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚର, ମର୍ଫୋଲଜି ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ କିପରି ପ୍ରଭାବିତ କରେ ତାହା ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିବା ପାଇଁ ପରିପୂରକ ପରିମାଣାତ୍ମକ ଇମେଜିଂ କୌଶଳ ବ୍ୟବହାର କରୁ। PPA (5 mM) ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କ୍ଷେତ୍ର (p < 0.01), ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସ ଏବଂ ପରିଧି (p < 0.05), ଏବଂ କ୍ଷେତ୍ର 2 (p < 0.01) ରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ଘଟାଇଛି। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଇଭେଣ୍ଟ ଲୋକେଟର୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଫିସନ୍ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଇଭେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବୃଦ୍ଧି (p < 0.05) ଦେଖାଇଛି, ଯାହା ଫଳରେ ଚାପ ପରିସ୍ଥିତିରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କର ଅଖଣ୍ଡତା ବଜାୟ ରହିଛି। ଏହା ସହିତ, cMYC (p < 0.0001), NRF1 (p < 0.01), TFAM (p < 0.05), STOML2 (p < 0.0001) ଏବଂ OPA1 (p < 0.05) ର mRNA ପ୍ରକାଶନ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା। 01)। ଏହା ଚାପ ପରିସ୍ଥିତିରେ କାର୍ଯ୍ୟ ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ମର୍ଫୋଲିଜି, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାର ପୁନଃନିର୍ମାଣକୁ ଦର୍ଶାଏ। ଆମର ତଥ୍ୟ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଗତିଶୀଳତା ଉପରେ PPA ର ପ୍ରଭାବ ବିଷୟରେ ନୂତନ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପ୍ରଦାନ କରେ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଚାପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଜଡିତ ଜଟିଳ ନିୟାମକ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଇମେଜିଂ କୌଶଳର ଉପଯୋଗିତାକୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ କରିଥାଏ।
ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ଜୈବ ସଂଶ୍ଳେଷଣରେ ସେମାନଙ୍କର ସାଧାରଣ ଭୂମିକା ବ୍ୟତୀତ ବିଭିନ୍ନ କୋଷୀୟ କାର୍ଯ୍ୟରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅବିଚ୍ଛେଦ୍ୟ ଅଂଶଗ୍ରହଣକାରୀ। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍ କ୍ୟାଲସିୟମ୍ ସଙ୍କେତ, ମେଟାବୋଲିକ୍ ଏବଂ ରେଡକ୍ସ ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍, ପ୍ରଦାହ ସଙ୍କେତ, ଏପିଜେନେଟିକ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ, କୋଷ ପ୍ରସାର, ଭିନ୍ନତା ଏବଂ ପ୍ରୋଗ୍ରାମ୍ଡ୍ କୋଷ ମୃତ୍ୟୁର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ନିୟନ୍ତ୍ରକ। ବିଶେଷକରି, ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ବିକାଶ, ବଞ୍ଚିବା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଏବଂ ନ୍ୟୁରୋପାଥୋଲୋଜିର ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାଶନରେ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଜଡିତ।
ଗତ ଦଶନ୍ଧି ମଧ୍ୟରେ, ମେଟାବୋଲିକ୍ ସ୍ଥିତି ନ୍ୟୁରୋଜେନେସିସ୍, ଡିଫରେନ୍ସିଭେସନ୍, ପରିପକ୍ୱତା ଏବଂ ପ୍ଲାଷ୍ଟିସିଟିର ଏକ କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ନିୟାମକ ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି5,6। ସମ୍ପ୍ରତି, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ ଗତିଶୀଳତା ମାଇଟୋସିସ୍ ର ବିଶେଷ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଉପାଦାନ ପାଲଟିଛି, ଏକ ଗତିଶୀଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯାହା କୋଷ ମଧ୍ୟରେ ସୁସ୍ଥ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ଏକ ପୁଲ ବଜାୟ ରଖେ। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତା ଜଟିଳ ପରସ୍ପର ନିର୍ଭରଶୀଳ ପଥ ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ବାୟୋଏନର୍ଜେଟିକ୍ସ ଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବିଭାଜନ, ଫ୍ୟୁଜନ, ପରିବହନ ଏବଂ କ୍ଲିୟରାନ୍ସ7,8 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ। ଏହି ସମନ୍ୱିତ ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ଯେକୌଣସି ବାଧା ସୁସ୍ଥ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କର ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣକୁ ବାଧା ଦିଏ ଏବଂ ନ୍ୟୁରୋଡେଭଲପମେଣ୍ଟ ପାଇଁ ଗଭୀର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପରିଣାମ ଥାଏ9,10। ପ୍ରକୃତରେ, ଅଟିଜିମ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଡିସଅର୍ଡର (ASD)11,12 ସମେତ ଅନେକ ମାନସିକ, ନ୍ୟୁରୋଡିଜେନେରେଟିଭ୍ ଏବଂ ନ୍ୟୁରୋଡେଭଲପମେଣ୍ଟାଲ୍ ବ୍ୟାଧିରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତାର ଅନିୟମିତତା ପରିଲକ୍ଷିତ ହୁଏ।
ASD ହେଉଛି ଏକ ବିଷମ ନ୍ୟୁରୋଡେଭେଲପମେଣ୍ଟାଲ୍ ବ୍ୟାଧି ଯାହାର ଏକ ଜଟିଳ ଜେନେଟିକ୍ ଏବଂ ଏପିଜେନେଟିକ୍ ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଅଛି। ASDର ବଂଶଗତତା ନିର୍ବିବାଦ, କିନ୍ତୁ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଆଣବିକ କାରଣ ଖରାପ ଭାବରେ ବୁଝାପଡ଼ି ରହିଛି। ପ୍ରିକ୍ଲିନିକାଲ୍ ମଡେଲ୍, କ୍ଲିନିକାଲ୍ ଅଧ୍ୟୟନ ଏବଂ ମଲ୍ଟି-ଓମିକ୍ସ ଆଣବିକ ଡାଟାସେଟ୍ ରୁ ତଥ୍ୟ ସଂଗ୍ରହ କରିବା ASD13,14 ରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିଏନଏ ମିଥାଇଲେସନ୍ ସ୍କ୍ରିନ୍ ବର୍ଦ୍ଧିତ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରେ। ଆମେ ପୂର୍ବରୁ ASD ସହିତ ରୋଗୀଙ୍କ ଏକ ଗୋଷ୍ଠୀରେ ଏକ ଜିନୋମ୍-ୱାଇଡ୍ DNA ମିଥାଇଲେସନ୍ ସ୍କ୍ରିନ୍ କରିଥିଲୁ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିକ୍ ପାଥୱେ15 ସହିତ କ୍ଲଷ୍ଟର ହୋଇଥିବା ଡିଫରେନ୍ସିଆଲ୍ ମିଥାଇଲେଟ୍ ଜିନ୍ ଚିହ୍ନଟ କରିଥିଲୁ। ଆମେ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ଡାଇନାମିକ୍ସର କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ନିୟାମକମାନଙ୍କର ଡିଫରେନ୍ସିଆଲ୍ ମିଥାଇଲେସନ୍ ରିପୋର୍ଟ କରିଥିଲୁ, ଯାହା ASD16 ରେ ବର୍ଦ୍ଧିତ mtDNA କପି ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ମୂତ୍ର ମେଟାବୋଲିକ୍ ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ ସହିତ ଜଡିତ ଥିଲା। ଆମର ତଥ୍ୟ ବର୍ଦ୍ଧିତ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରେ ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡାଇନାମିକ୍ସ ଏବଂ ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍ ASD ର ପାଥୋଫିଜିଓଲୋଜିରେ ଏକ କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ତେଣୁ, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡାଇନାମିକ୍ସ, ଆକୃତି ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବୁଝାମଣାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ହେଉଛି ଦ୍ୱିତୀୟ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିଫଂକ୍ସନ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଣ୍ଣିତ ସ୍ନାୟୁ ରୋଗ ଉପରେ ଚାଲୁଥିବା ଗବେଷଣାର ଏକ ମୁଖ୍ୟ ଲକ୍ଷ୍ୟ।
ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଚାପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଜିନ୍‌ର ଭୂମିକା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରାୟତଃ ଆଣବିକ କୌଶଳ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ତଥାପି, ଏହି ପଦ୍ଧତି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଯନ୍ତ୍ରର ବହୁମୁଖୀ ଏବଂ ସାମୟିକ ପ୍ରକୃତି ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ ହୋଇପାରେ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଜିନ୍‌ର ଭିନ୍ନକ୍ଷମ ପ୍ରକାଶନ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପରିବର୍ତ୍ତନର ଏକ ପରୋକ୍ଷ ସୂଚକ, ବିଶେଷକରି ଯେହେତୁ କେବଳ ସୀମିତ ସଂଖ୍ୟକ ଜିନ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ସାଧାରଣତଃ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଏ। ତେଣୁ, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ବାୟୋଏନର୍ଜେଟିକ୍ସ ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଅଧିକ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରସ୍ତାବିତ କରାଯାଇଛି17। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିବିଧି ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ଜଡିତ। ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଏବଂ କୋଷ ବଞ୍ଚିବା ପାଇଁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି, ସଂଯୋଗ ଏବଂ ଗଠନ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ମାଇଟୋସିସ୍‌ର ବିଭିନ୍ନ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତିରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦିଅନ୍ତି, ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍‌ର ଉପଯୋଗୀ ଶେଷ ବିନ୍ଦୁ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରେ ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଏକ ଆଧାର ପ୍ରଦାନ କରିପାରେ।
ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି (TEM) ବ୍ୟବହାର କରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତିକୁ ସିଧାସଳଖ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ସେଲ୍ୟୁଲାର୍ ଅଲ୍ଟ୍ରାଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚରର ବିସ୍ତୃତ ଅଧ୍ୟୟନକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। TEM କେବଳ ଜିନ୍ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍, ପ୍ରୋଟିନ୍ ପ୍ରକାଶନ କିମ୍ବା କୋଷ ଜନସଂଖ୍ୟାରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରିବା ପରିବର୍ତ୍ତେ ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ରିଜୋଲ୍ୟୁସନରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କ୍ରିଷ୍ଟାର ଆକୃତି, ଆକୃତି ଏବଂ ଗଠନକୁ ସିଧାସଳଖ ଦୃଶ୍ୟମାନ କରେ17,19,20। ଏହା ସହିତ, TEM ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଏବଂ ଅନ୍ୟ ଅର୍ଗାନେଲଗୁଡ଼ିକ, ଯେପରିକି ଏଣ୍ଡୋପ୍ଲାଜମିକ୍ ରେଟିକୁଲମ୍ ଏବଂ ଅଟୋଫାଗୋସୋମଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାର ଅଧ୍ୟୟନକୁ ସହଜ କରିଥାଏ, ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍21,22 ରେ ପ୍ରମୁଖ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ତେଣୁ, ଏହା ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପଥ କିମ୍ବା ଜିନ୍ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେବା ପୂର୍ବରୁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଅସ୍ଥିରତା ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ TEM କୁ ଏକ ଭଲ ଆରମ୍ଭ ବିନ୍ଦୁ କରିଥାଏ। ଯେହେତୁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟ ନ୍ୟୁରୋପାଥୋଲୋଜି ପାଇଁ ବର୍ଦ୍ଧିତ ପ୍ରାସଙ୍ଗିକ ହୋଇଯାଏ, ଇନ ଭିଟ୍ରୋ ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ମଡେଲରେ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଏବଂ ପରିମାଣାତ୍ମକ ଭାବରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ ଗତିଶୀଳତା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହେବାର ସ୍ପଷ୍ଟ ଆବଶ୍ୟକତା ଅଛି।
ଏହି ଲେଖାରେ, ଆମେ ଅଟିଜିମ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଡିସଅର୍ଡରରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ର ଏକ ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ମଡେଲରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡାଇନାମିକ୍ସ ପରୀକ୍ଷା କରୁଛୁ। ଆମେ ପୂର୍ବରୁ ASD15 ରେ ପ୍ରୋପିଓନିଲ୍-CoA କାର୍ବୋକ୍ସିଲେଜ୍ ବିଟା (PCCB) ର ଡିଫରେନ୍ସିଆଲ୍ ମିଥାଇଲେସନ୍ ରିପୋର୍ଟ କରିଥିଲୁ, ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ପ୍ରୋପିଓନିଲ୍-CoA କାର୍ବୋକ୍ସିଲେଜ୍ ଏନଜାଇମ୍ PCC ର ଏକ ସବୟୁନିଟ୍ ଅଟେ। PCC ର ଡିସରେଗୁଲେସନ୍ ପ୍ରୋପିଓନିଲ୍ ଡେରିଭେଟିଭ୍ସର ବିଷାକ୍ତ ସଂଗ୍ରହର କାରଣ ବୋଲି ଜଣାଯାଏ, ଯେଉଁଥିରେ ପ୍ରୋପିଓନିଲ୍ ଏସିଡ୍ (PPA)23,24,25 ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। PPA ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍‌କୁ ବାଧା ଦେବା ଏବଂ ଭିଭୋରେ ଆଚରଣକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିବା ଦେଖାଯାଇଛି ଏବଂ ASD26,27,28 ରେ ଜଡିତ ନ୍ୟୁରୋଡେଭଲପମେଣ୍ଟାଲ୍ ମେକାନିଜିମ୍ ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରତିଷ୍ଠିତ ପ୍ରାଣୀ ମଡେଲ୍। ଏହା ସହିତ, PPA ଭିଟ୍ରୋରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ କୁ ବାଧା ଦେବା ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି ଏବଂ ନ୍ୟୁରନ୍‌ରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ମଡେଲ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଛି29,30। ତଥାପି, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ ଗତିବିଧି ଉପରେ PPA-ପ୍ରେରିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ର ପ୍ରଭାବ ଖରାପ ଭାବରେ ବୁଝାପଡ଼ିଛି।
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନ SH-SY5Y କୋଷରେ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି, ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ଉପରେ PPA ର ପ୍ରଭାବ ପରିମାଣ କରିବା ପାଇଁ ପରିପୂରକ ଇମେଜିଂ କୌଶଳ ବ୍ୟବହାର କରେ। ପ୍ରଥମେ, ଆମେ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ ଅଲଟ୍ରାଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକୁ ଦୃଶ୍ୟମାନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ TEM ପଦ୍ଧତି ବିକଶିତ କରିଥିଲୁ17,31,32। ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆ33 ର ଗତିଶୀଳ ପ୍ରକୃତିକୁ ଦୃଷ୍ଟିରେ ରଖି, ଆମେ PPA ଚାପ ଅଧୀନରେ ବିଖଣ୍ଡନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଘଟଣା, ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ଆୟତନ ମଧ୍ୟରେ ସନ୍ତୁଳନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପରିମାଣ କରିବା ପାଇଁ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଇଭେଣ୍ଟ ଲୋକାଲାଇଜର (MEL) ବିଶ୍ଳେଷଣ ମଧ୍ୟ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲୁ। ଶେଷରେ, ଆମେ ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲୁ ଯେ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ ଗତିଶୀଳତା ବାୟୋଜେନେସିସ୍, ବିଖଣ୍ଡନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ରେ ଜଡିତ ଜିନ୍ ର ପ୍ରକାଶନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ ଜଡିତ କି ନାହିଁ। ଏକତ୍ରିତ ଭାବରେ, ଆମର ତଥ୍ୟ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରୁଥିବା ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ଜଟିଳତାକୁ ସ୍ପଷ୍ଟ କରିବାର ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜକୁ ଦର୍ଶାଏ। ଆମେ SH-SY5Y କୋଷରେ ମାଇଟୋସୋସିସ୍ ର ଏକ ମାପଯୋଗ୍ୟ ଅଭିସରଣୀୟ ଶେଷ ବିନ୍ଦୁ ଭାବରେ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଅଧ୍ୟୟନରେ TEM ର ଉପଯୋଗିତାକୁ ଆଲୋକିତ କରୁ। ଅତିରିକ୍ତ ଭାବରେ, ଆମେ ହାଇଲାଇଟ୍ କରୁ ଯେ TEM ତଥ୍ୟ ଇମେଜିଂ କୌଶଳ ସହିତ ମିଶ୍ରିତ ହେବା ସମୟରେ ସବୁଠାରୁ ଧନୀ ସୂଚନା ପ୍ରଦାନ କରେ ଯାହା ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଗତିଶୀଳ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକୁ ମଧ୍ୟ କ୍ୟାପଚର୍ କରେ। ନ୍ୟୁରୋନାଲ କୋଷ ମାଇଟୋସିସ୍ କୁ ସମର୍ଥନ କରୁଥିବା ଆଣବିକ ନିୟାମକ ଯନ୍ତ୍ରର ଅଧିକ ବର୍ଣ୍ଣନା ସ୍ନାୟୁ ପ୍ରଣାଳୀର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଉପାଦାନ ଏବଂ ନ୍ୟୁରୋଡିଜେନେରେଟିଭ୍ ରୋଗ ବିଷୟରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପ୍ରଦାନ କରିପାରେ।
ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଚାପକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ, SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ 3 mM ଏବଂ 5 mM ସୋଡିୟମ୍ ପ୍ରୋପିଓନେଟ୍ (NaP) ବ୍ୟବହାର କରି PPA ସହିତ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିଲା। TEM ପୂର୍ବରୁ, ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ଉଚ୍ଚ-ଚାପ ଫ୍ରିଜିଂ ଏବଂ ଫ୍ରିଜିଂ ବ୍ୟବହାର କରି କ୍ରାୟୋଜେନିକ୍ ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତି କରାଯାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 1a)। ଆମେ ତିନୋଟି ଜୈବିକ ପ୍ରତିକୃତି ମଧ୍ୟରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଜନସଂଖ୍ୟାର ଆଠଟି ଆକୃତିଗତ ପାରାମିଟର ମାପିବା ପାଇଁ ଏକ ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ପ୍ରତିଛବି ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇପଲାଇନ୍ ବିକଶିତ କରିଥିଲୁ। ଆମେ ଦେଖିଲୁ ଯେ PPA ଚିକିତ୍ସା ଚାରୋଟି ପାରାମିଟରକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିଛି: କ୍ଷେତ୍ର 2, କ୍ଷେତ୍ର, ପରିଧି, ଏବଂ ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସ (ଚିତ୍ର 1b–e)। କ୍ଷେତ୍ର 2 ଉଭୟ 3 mM ଏବଂ 5 mM PPA ଚିକିତ୍ସା (p = 0.0183 ଏବଂ p = 0.002, ଯଥାକ୍ରମେ) ସହିତ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଛି (ଚିତ୍ର 1b), ଯେତେବେଳେ କ୍ଷେତ୍ର (p = 0.003), ପରିଧି (p = 0.0106) ଏବଂ ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସ ସମସ୍ତ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଛି। ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଗୋଷ୍ଠୀ (ଚିତ୍ର 1c–e) ତୁଳନାରେ 5 mM ଚିକିତ୍ସା ଗୋଷ୍ଠୀରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ (p = 0.0172) ଥିଲା। କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଏବଂ ପରିଧିରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ଦେଖାଦେଇଛି ଯେ 5 mM PPA ସହିତ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିବା କୋଷଗୁଡିକରେ ଛୋଟ, ଅଧିକ ଗୋଲାକାର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଥିଲା, ଏବଂ ଏହି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କୋଷଗୁଡିକ ତୁଳନାରେ କମ୍ ଲମ୍ବା ଥିଲା। ଏହା ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ସହିତ ମଧ୍ୟ ସୁସଙ୍ଗତ, ଏକ ସ୍ୱାଧୀନ ପାରାମିଟର ଯାହା କଣିକା ଧାର ମଧ୍ୟରେ ସର୍ବାଧିକ ଦୂରତା ହ୍ରାସକୁ ସୂଚାଇଥାଏ। କ୍ରିଷ୍ଟାର ଅଲ୍ଟ୍ରାଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା: PPA ଚାପ ପ୍ରଭାବରେ କ୍ରିଷ୍ଟା କମ୍ ସ୍ପଷ୍ଟ ହୋଇଗଲା (ଚିତ୍ର 1a, ପ୍ୟାନେଲ୍ B)। ତଥାପି, ସମସ୍ତ ଚିତ୍ର ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ କ୍ରିଷ୍ଟାର ଅଲ୍ଟ୍ରାଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚରକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିନଥିଲା, ତେଣୁ ଏହି ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକର ପରିମାଣାତ୍ମକ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇ ନଥିଲା। ଏହି TEM ତଥ୍ୟ ତିନୋଟି ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପରିସ୍ଥିତିକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିପାରେ: (1) PPA ବିଖଣ୍ଡନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ କିମ୍ବା ଫ୍ୟୁଜନକୁ ବାଧା ଦିଏ, ଯାହା ଫଳରେ ବିଦ୍ୟମାନ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଆକାରରେ ସଙ୍କୁଚିତ ହୁଏ; (2) ବର୍ଦ୍ଧିତ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ନୂତନ, ଛୋଟ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ସୃଷ୍ଟି କରେ କିମ୍ବା (3) ଏକକାଳୀନ ଉଭୟ ଯନ୍ତ୍ରକୁ ପ୍ରେରଣା ଦିଏ। ଯଦିଓ ଏହି ଅବସ୍ଥାଗୁଡ଼ିକୁ TEM ଦ୍ୱାରା ପୃଥକ କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ, ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଆକୃତିଗତ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକ PPA ଚାପ ଅଧୀନରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍ ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ସୂଚାଇଥାଏ। ଆମେ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ ଏହି ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ ସେମାନଙ୍କ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ଆହୁରି ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବା ପାଇଁ ଅତିରିକ୍ତ ପାରାମିଟର ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିଥିଲୁ।
ପ୍ରୋପିଓନିକ ଏସିଡ୍ (PPA) ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକାରକୁ ପୁନଃନିର୍ମାଣ କରେ। (a) ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱକାରୀ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି (TEM) ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ବର୍ଦ୍ଧିତ PPA ଚିକିତ୍ସା ସହିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଆକାର ହ୍ରାସ ପାଏ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଛୋଟ ଏବଂ ଅଧିକ ଗୋଲାକାର ହୁଏ; ଯଥାକ୍ରମେ 0 mM (ଅଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇନାହିଁ), 3 mM ଏବଂ 5 mM। ଲାଲ ତୀରଗୁଡ଼ିକ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ସୂଚିତ କରେ। (b–e) 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ PPA ସହିତ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିବା SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ TEM ପାଇଁ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକୁ Fiji/ImageJ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଆଠଟି ପାରାମିଟର ମଧ୍ୟରୁ ଚାରୋଟି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ (ଅଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇନାହିଁ, 0 mM PPA) ଏବଂ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିବା (3 mM ଏବଂ 5 mM PPA) କୋଷ ମଧ୍ୟରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଦେଖାଇଥିଲା। (b) କ୍ଷେତ୍ର 2, (c) କ୍ଷେତ୍ର, (d) ପରିଧି, (e) ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସ। ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ ଭିନ୍ନତା (ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବନାମ ଚିକିତ୍ସା) ଏବଂ ଡନେଟ୍‌ଙ୍କ ବହୁବିକ ତୁଳନାତ୍ମକ ପରୀକ୍ଷାର ଏକ-ପାଖ ବିଶ୍ଳେଷଣ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା (p < 0.05)। ଡାଟା ପଏଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟକ୍ତିଗତ କୋଷ ପାଇଁ ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମୂଲ୍ୟକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ, ଏବଂ ତ୍ରୁଟି ବାର୍ଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟମାନ ± SEM କୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ଦେଖାଯାଇଥିବା ତଥ୍ୟ n = 3 କୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ, ପ୍ରତି ପ୍ରତିକୃତି ପାଇଁ ଅତି କମରେ 24 କୋଷ; ମୋଟ 266 ପ୍ରତିଛବି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା; * p < 0.05 ସୂଚିତ କରେ, ** p < 0.01 ସୂଚିତ କରେ।
PPA ପ୍ରତି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିବିଧି କିପରି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରେ ତାହା ଆହୁରି ବର୍ଣ୍ଣନା କରିବା ପାଇଁ, ଆମେ ଟେଟ୍ରାମେଥିଲରୋଡାମାଇନ୍ ଇଥିଲ୍ ଏଷ୍ଟର (TMRE) ସହିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ରଙ୍ଗ ଦେଇଥିଲୁ ଏବଂ 3 ଏବଂ 5 mM PPA ରେ 24 ଘଣ୍ଟା ପରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ସ୍ଥାନୀୟକରଣ ଏବଂ ପରିମାଣ କରିବା ପାଇଁ ସମୟ-ଲାପ୍ସ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି ଏବଂ MEL ବିଶ୍ଳେଷଣ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲୁ। ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକର ଚିକିତ୍ସା। (ଚିତ୍ର 2a)। MEL ବିଶ୍ଳେଷଣ ପରେ, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଗଠନର ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ହାରାହାରି ଆୟତନ ପରିମାଣ କରିବା ପାଇଁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ଆହୁରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଆମେ 3 mM [4.9 ± 0.3 (p < 0.05)] ରେ ଘଟୁଥିବା ବିଭାଜନ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକରେ ଏକ ଛୋଟ କିନ୍ତୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବୃଦ୍ଧି ଦେଖିଲୁ ଯାହା ବିଭାଜନ [5.6 ± 0.3 (p < 0.05) )] ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] 0.05)] ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ [5.4 ± 0.5 (p < 0.05)] 0.05)] ନିୟନ୍ତ୍ରଣ (ଚିତ୍ର 3b) ତୁଳନାରେ 5 mM ରେ ଘଟୁଥିବା ବିଭାଜନ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକରେ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ସଂଖ୍ୟା 3 [32.6 ± 2.1 (p < 0.05)] ଏବଂ 5 mM [34.1 ± 2.2 (p < 0.05)] (ଚିତ୍ର 3c) ଉଭୟରେ ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି, ଯେତେବେଳେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଗଠନର ହାରାହାରି ଆୟତନ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିଛି (ଚିତ୍ର 3c)। 3d)। ଏକତ୍ରିତ ଭାବରେ, ଏହା ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଗତିଶୀଳତାର ପୁନଃନିର୍ମାଣ ଏକ କ୍ଷତିପୂରଣ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ନେଟୱାର୍କର ଅଖଣ୍ଡତାକୁ ସଫଳତାର ସହିତ ବଜାୟ ରଖେ। 3 mM PPA ରେ ବିଖଣ୍ଡନ ଘଟଣା ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି ଆଂଶିକ ଭାବରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ବିଭାଜନ ଯୋଗୁଁ ହୋଇଛି, କିନ୍ତୁ ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଆୟତନ ମୂଳତଃ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିଥିବାରୁ, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏକ ଅତିରିକ୍ତ କ୍ଷତିପୂରଣ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭାବରେ ଅସ୍ୱୀକାର କରାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ। ତଥାପି, ଏହି ତଥ୍ୟଗୁଡ଼ିକ TEM ଦ୍ୱାରା ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷିତ ଛୋଟ, ଗୋଲାକାର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଗଠନ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ଏବଂ PPA ଦ୍ୱାରା ପ୍ରେରିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଗତିଶୀଳତାରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ।
ପ୍ରୋପିଓନିକ ଏସିଡ୍ (PPA) ନେଟୱାର୍କ ଅଖଣ୍ଡତା ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ଗତିଶୀଳ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ପୁନଃନିର୍ମାଣକୁ ପ୍ରେରଣା ଦିଏ। SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ କଲଚର୍ କରାଯାଇଥିଲା, 3 ଏବଂ 5 mM PPA ସହିତ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ TMRE ଏବଂ Hoechst 33342 ସହିତ ରଙ୍ଗ ଦିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ ତା’ପରେ MEL ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। (a) ପ୍ରତ୍ୟେକ ଅବସ୍ଥା ପାଇଁ ସମୟ 2 (t2) ରେ ରଙ୍ଗ ଏବଂ ବାଇନାରାଇଜ୍ଡ ସର୍ବାଧିକ ତୀବ୍ରତା ପ୍ରକ୍ଷେପଣକୁ ଚିତ୍ରଣ କରୁଥିବା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱକାରୀ ସମୟ-ଲାପ୍ସ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି ପ୍ରତିଛବି। ପ୍ରତ୍ୟେକ ବାଇନାରୀ ପ୍ରତିଛବିରେ ସୂଚିତ ଚୟନିତ ଅଞ୍ଚଳଗୁଡ଼ିକୁ ସମୟ ସହିତ ଗତିଶୀଳତାକୁ ଦର୍ଶାଇବା ପାଇଁ ତିନୋଟି ଭିନ୍ନ ସମୟ ଫ୍ରେମ (t1-t3) ରେ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଏବଂ 3D ରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ କରାଯାଏ; ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଇଭେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକୁ ସବୁଜ ରଙ୍ଗରେ ହାଇଲାଇଟ୍ କରାଯାଏ; ବିଭାଜନ ଇଭେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକୁ ସବୁଜ ରଙ୍ଗରେ ହାଇଲାଇଟ୍ କରାଯାଏ। ଲାଲ ରଙ୍ଗରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ। (b) ପ୍ରତି ଅବସ୍ଥା ପ୍ରତି ଗତିଶୀଳ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକର ହାରାହାରି ସଂଖ୍ୟା। (c) ପ୍ରତି କୋଷ ପ୍ରତି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗଠନର ହାରାହାରି ସଂଖ୍ୟା। (d) ପ୍ରତି କୋଷ ପ୍ରତି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗଠନର ହାରାହାରି ଆୟତନ (µm3)। ଦର୍ଶାଯାଇଥିବା ତଥ୍ୟ ପ୍ରତି ଚିକିତ୍ସା ଗୋଷ୍ଠୀ ପାଇଁ n = 15 କୋଷର ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ଦେଖାଯାଇଥିବା ତ୍ରୁଟି ବାର୍ଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟମ ± SEM, ସ୍କେଲ୍ ବାର୍ = 10 μm, * p < 0.05 ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ।
ପ୍ରୋପିଓନିକ ଏସିଡ୍ (PPA) ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତା ସହିତ ଜଡିତ ଜିନ୍‌ର ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନାଲ୍ ଦମନ କରିଥାଏ। SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ 3 ଏବଂ 5 mM PPA ସହିତ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିଲା। RT-qPCR ବ୍ୟବହାର କରି ଆପେକ୍ଷିକ ଜିନ୍ ପରିମାଣୀକରଣ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ B2M କୁ ସାଧାରଣ କରାଯାଇଥିଲା। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଜିନ୍ (a) cMYC, (b) TFAM, (c) NRF1 ଏବଂ (d) NFE2L2। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଏବଂ ଫିସନ୍ ଜିନ୍ (e) STOML2, (f) OPA1, (g) MFN1, (h) MFN2 ଏବଂ (i) DRP1। ଏକ-ପାଖ ANOVA (ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବନାମ ଚିକିତ୍ସା) ଏବଂ ଡନେଟ୍‌ଙ୍କ ବହୁବିକ ତୁଳନା ପରୀକ୍ଷା ବ୍ୟବହାର କରି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ (p < 0.05) ପରୀକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା: * p < 0.05 ସୂଚିତ କରେ, ** p < 0.01 ସୂଚିତ କରେ, ଏବଂ **** p < 0.0001 ସୂଚିତ କରେ। ବାର୍‌ଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟମ ପ୍ରକାଶନ ± SEM ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ଦେଖାଯାଇଥିବା ତଥ୍ୟ n = 3 (STOML2, OPA1, TFAM), n = 4 (cMYC, NRF1, NFE2L2), ଏବଂ n = 5 (MFN1, MFN2, DRP1) ଜୈବିକ ପ୍ରତିକୃତିକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ।
TEM ଏବଂ MEL ବିଶ୍ଳେଷଣରୁ ମିଳିଥିବା ତଥ୍ୟ ଏକତ୍ର ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ PPA ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରେ। ତଥାପି, ଏହି ଇମେଜିଂ କୌଶଳଗୁଡ଼ିକ ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ଚଲାଉଥିବା ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ବିଷୟରେ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପ୍ରଦାନ କରେ ନାହିଁ। ତେଣୁ ଆମେ PPA ଚିକିତ୍ସାର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତା, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ମାଇଟୋସିସ୍ ର ନଅଟି ପ୍ରମୁଖ ନିୟାମକଙ୍କ mRNA ପ୍ରକାଶନ ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲୁ। ଆମେ 3 mM ଏବଂ 5 mM PPA ସହିତ 24 ଘଣ୍ଟା ଚିକିତ୍ସା ପରେ କୋଷ ମାଏଲୋମା ଅଙ୍କୋଜିନ୍ (cMYC), ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟର ରେସପିରେଟୋରିୟାରି ଫ୍ୟାକ୍ଟର (NRF1), ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍ ଫ୍ୟାକ୍ଟର 1 (TFAM), NFE2-ପରି ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍ ଫ୍ୟାକ୍ଟର BZIP (NFE2L2), ଗ୍ୟାଷ୍ଟ୍ରିନ୍ ପରି ପ୍ରୋଟିନ୍ 2 (STOML2), ଅପ୍ଟିକ୍ ସ୍ନାୟୁ ଆଟ୍ରୋଫି 1 (OPA1), ମାଇଟୋଫ୍ୟୁସିନ୍ 1 (MFN1), ମାଇଟୋଫ୍ୟୁସିନ୍ 2 (MFN2) ଏବଂ ଡାଇନାମିନ୍-ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ପ୍ରୋଟିନ୍ 1 (DRP1) ପରିମାଣ କରିଥିଲୁ। ଆମେ 3 mM (p = 0.0053, p = 0.0415 ଏବଂ p < 0.0001, ଯଥାକ୍ରମେ) ଏବଂ 5 mM (p = 0.0031, p = 0.0233, p < 0.0001) PPA ଚିକିତ୍ସା ଦେଖିଲୁ। (ଚିତ୍ର 3a–c)। mRNA ପ୍ରକାଶନରେ ହ୍ରାସ ଡୋଜ୍-ନିର୍ଭରଶୀଳ ଥିଲା: cMYC, NRF1 ଏବଂ TFAM ର ପ୍ରକାଶନ 3 mM ରେ ଯଥାକ୍ରମେ 5.7, 2.6 ଏବଂ 1.9 ଗୁଣ ହ୍ରାସ ପାଇଲା, ଏବଂ 5 mM ରେ 11.2, 3 ଏବଂ 2.2 ଗୁଣ ହ୍ରାସ ପାଇଲା। ବିପରୀତରେ, କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ରେଡକ୍ସ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଜିନ୍ NFE2L2 PPA ର କୌଣସି ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇନଥିଲା, ଯଦିଓ ହ୍ରାସ ପ୍ରକାଶନର ସମାନ ଡୋଜ୍-ନିର୍ଭରଶୀଳ ଧାରା ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 3d)।
ଆମେ ବିଖଣ୍ଡନ ଏବଂ ମିଶ୍ରଣ ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ ଜଡିତ ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ ଜିନ୍‌ର ପ୍ରକାଶନ ମଧ୍ୟ ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲୁ। STOML2 କୁ ମିଶ୍ରଣ, ମାଇଟୋଫାଗି ଏବଂ ବାୟୋଜେନେସିସ୍‌ରେ ଜଡିତ ବୋଲି ମନେ କରାଯାଏ, ଏବଂ ଏହାର ପ୍ରକାଶନ 3 mM (2.4-ଗୁଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ) ଏବଂ 5 mM (2.8-ଗୁଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ) PPA (ଚିତ୍ର 1) ଦ୍ୱାରା ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା। 3d)। ସେହିପରି, OPA1 ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନ 3 mM (1.6-ଗୁଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ) ଏବଂ 5 mM (1.9-ଗୁଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ) PPA (p = 0.006 ଏବଂ p = 0.0024, ଯଥାକ୍ରମେ) (ଚିତ୍ର 3f) ରେ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା। ତଥାପି, ଆମେ 24-ଘଣ୍ଟା PPA ଚାପ (ଚିତ୍ର 3g–i) ଅଧୀନରେ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଜିନ୍ MFN1, MFN2 କିମ୍ବା ବିଖଣ୍ଡନ ଜିନ୍ DRP1 ର ପ୍ରକାଶନରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ ପାଇଲୁ ନାହିଁ। ଏହା ସହିତ, ଆମେ ଦେଖିଲୁ ଯେ ଚାରୋଟି ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଏବଂ ଫିସନ୍ ପ୍ରୋଟିନ୍ (OPA1, MFN1, MFN2 ଏବଂ DRP1) ର ସ୍ତର ସମାନ ପରିସ୍ଥିତିରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇନାହିଁ (ଚିତ୍ର 4a–d)। ଏହା ଧ୍ୟାନ ଦେବା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଯେ ଏହି ତଥ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ସମୟର ଗୋଟିଏ ବିନ୍ଦୁକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ ଏବଂ PPA ଚାପର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ପ୍ରୋଟିନ୍ ପ୍ରକାଶନ କିମ୍ବା କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ସ୍ତରରେ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିନପାରେ। ତଥାପି, cMYC, NRF1, TFAM, STOML2, ଏବଂ OPA1 ର ପ୍ରକାଶନରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ମାଇଟୋଚୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନାଲ୍ ଡିସରେଗୁଲେସନ୍ ସୂଚିତ କରେ। ଏହା ସହିତ, ଏହି ତଥ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ମାଇଟୋଚୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟରେ ଶେଷ-ଅବସ୍ଥା ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକୁ ସିଧାସଳଖ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଇମେଜିଂ କୌଶଳର ଉପଯୋଗିତାକୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ କରିଥାଏ।
ପ୍ରୋପିଓନିକ ଏସିଡ୍ (PPA) ଚିକିତ୍ସା ପରେ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଏବଂ ଫିସନ୍ ଫ୍ୟାକ୍ଟର ପ୍ରୋଟିନ୍ ସ୍ତର ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇନାହିଁ। SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ 3 ଏବଂ 5 mM PPA ସହିତ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିଲା। ପ୍ରୋଟିନ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକୁ ପଶ୍ଚିମ ବ୍ଲଟ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦ୍ୱାରା ପରିମାଣିତ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ପ୍ରକାଶନ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକୁ ମୋଟ ପ୍ରୋଟିନ୍ ଭାବରେ ସ୍ୱାଭାବିକ କରାଯାଇଥିଲା। ହାରାହାରି ପ୍ରୋଟିନ୍ ପ୍ରକାଶନ ଏବଂ ଲକ୍ଷ୍ୟ ଏବଂ ମୋଟ ପ୍ରୋଟିନ୍ର ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରୁଥିବା ପଶ୍ଚିମ ବ୍ଲଟ୍ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। a – OPA1, b – MFN1, c – MFN2, d – DRP1। ବାର୍ଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟମ ± SEM ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ, ଏବଂ ଦର୍ଶାଯାଇଥିବା ତଥ୍ୟ n = 3 ଜୈବିକ ପ୍ରତିକୃତିର ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ଭିନ୍ନତା ଏବଂ ଡନେଟ୍ ପରୀକ୍ଷାର ଏକ-ପାଖ ବିଶ୍ଳେଷଣ ବ୍ୟବହାର କରି ବହୁ ତୁଳନା (p < 0.05) କରାଯାଇଥିଲା। ମୂଳ ଜେଲ୍ ଏବଂ ବ୍ଲଟ୍ ଚିତ୍ର S1 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି।
ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ମେଟାବୋଲିକ୍, ହୃଦ୍‌ରୋଗ ଏବଂ ମାଂସପେଶୀ ରୋଗ ଠାରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ସ୍ନାୟୁ ରୋଗ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବହୁ-ସିଷ୍ଟମ୍ ରୋଗ ସହିତ ଜଡିତ। ଅନେକ ନ୍ୟୁରୋଡିଜେନେରେଟିଭ୍ ଏବଂ ନ୍ୟୁରୋଡିଜେନେରେଟିଭ୍ ରୋଗ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ସହିତ ଜଡିତ, ଯାହା ମସ୍ତିଷ୍କର ଜୀବନକାଳ ମଧ୍ୟରେ ଏହି ଅର୍ଗାନେଲଗୁଡ଼ିକର ଗୁରୁତ୍ୱକୁ ଉଲ୍ଲେଖ କରେ। ଏହି ରୋଗଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ପାର୍କିନସନ୍ସ ରୋଗ, ଆଲଜାଇମର ରୋଗ ଏବଂ ASD3,4,18 ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ତଥାପି, ଏହି ରୋଗଗୁଡ଼ିକର ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ମସ୍ତିଷ୍କ ଟିସୁ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିବା କଷ୍ଟକର, ବିଶେଷକରି ଯାନ୍ତ୍ରିକ ସ୍ତରରେ, ସେଲ୍ୟୁଲାର୍ ମଡେଲ୍ ସିଷ୍ଟମ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ବିକଳ୍ପ କରିଥାଏ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ, ଆମେ ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ରୋଗ, ବିଶେଷକରି ଅଟିଜିମ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ପୁନଃସଂକ୍ଷେପ କରିବା ପାଇଁ PPA-ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିବା SH-SY5Y କୋଷ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ସେଲ୍ୟୁଲାର୍ ମଡେଲ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ବ୍ୟବହାର କରୁ। ନ୍ୟୁରୋନରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡାଇନାମିକ୍ସ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଏହି PPA ମଡେଲ୍ ବ୍ୟବହାର କରିବା ଦ୍ୱାରା ASD ର ଏଟିଓଲୋଜି ବିଷୟରେ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ମିଳିପାରେ।
ଆମେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତିରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଖିବା ପାଇଁ TEM ବ୍ୟବହାର କରିବାର ସମ୍ଭାବନା ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିଥିଲୁ। ଏହା ମନେ ରଖିବା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଯେ TEM କୁ ଏହାର ପ୍ରଭାବକୁ ସର୍ବାଧିକ କରିବା ପାଇଁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ। କ୍ରାଇଓ-ନମୁନା ପ୍ରସ୍ତୁତି ଏକକାଳୀନ କୋଷୀୟ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ଥିର କରି ଏବଂ କଳାକୃତି ଗଠନକୁ ହ୍ରାସ କରି ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ଗଠନର ଉତ୍ତମ ସଂରକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଅନୁମତି ଦିଏ34। ଏହା ସହିତ ସଂଗତ ଭାବରେ, ଆମେ ଦେଖିଲୁ ଯେ ନ୍ୟୁରୋନ ପରି SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକରେ ଅକ୍ଷତ ଉପକୋଷୀୟ ଅର୍ଗାନେଲ ଏବଂ ବିସ୍ତାରିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ (ଚିତ୍ର 1a) ଥିଲା। ଏହା ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ କୋଷ ମଡେଲରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ କ୍ରାଇଓଜେନିକ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି କୌଶଳର ଉପଯୋଗିତାକୁ ଆଲୋକିତ କରେ। ଯଦିଓ TEM ତଥ୍ୟର ବସ୍ତୁନିଷ୍ଠ ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ପରିମାଣାତ୍ମକ ମାପ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, ତଥାପି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ କେଉଁ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ମାପ କରାଯିବା ଉଚିତ ସେ ବିଷୟରେ କୌଣସି ସହମତି ନାହିଁ। ପରିମାଣାତ୍ମକ ଭାବରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି 17,31,32 ପରୀକ୍ଷା କରିଥିବା ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ଅଧ୍ୟୟନ ଉପରେ ଆଧାର କରି, ଆମେ ଏକ ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ପ୍ରତିଛବି ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇପଲାଇନ୍ ବିକଶିତ କରିଛୁ ଯାହା ଆଠଟି ଆକୃତିଗତ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ମାପ କରେ, ଯଥା: କ୍ଷେତ୍ର, କ୍ଷେତ୍ରଫଳ 2, ଦିଗ ଅନୁପାତ, ପରିଧି, ବୃତ୍ତାକାର, ଡିଗ୍ରୀ, ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସ। ଏବଂ ଗୋଲାକାର।
ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ, PPA କ୍ଷେତ୍ର 2, କ୍ଷେତ୍ରଫଳ, ପରିଧି ଏବଂ ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ହ୍ରାସ କରିଛି (ଚିତ୍ର 1b–e)। ଏହା ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଛୋଟ ଏବଂ ଅଧିକ ଗୋଲାକାର ହୋଇଗଲା, ଯାହା ପୂର୍ବ ଅଧ୍ୟୟନ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ଯାହା PPA30-ପ୍ରେରିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଚାପ 72 ଘଣ୍ଟା ପରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ କ୍ଷେତ୍ରରେ ହ୍ରାସ ଦେଖାଉଛି। ଏହି ଆକୃତିଗତ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ବିଭାଜନକୁ ସୂଚାଇପାରେ, ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ନେଟୱାର୍କରୁ କ୍ଷତିଗ୍ରସ୍ତ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ପୃଥକ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଆବଶ୍ୟକ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଯାହା ମାଇଟୋଫ୍ୟାଜି35,36,37 ମାଧ୍ୟମରେ ସେମାନଙ୍କର ଅବନତିକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ। ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଆକାରରେ ହ୍ରାସ ବୃଦ୍ଧି ହୋଇଥିବା ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ସହିତ ଜଡିତ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ଫଳରେ ଛୋଟ ନବଜାତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଗଠନ ହୁଏ। ବର୍ଦ୍ଧିତ ବିଭାଜନ କିମ୍ବା ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଚାପ ବିରୁଦ୍ଧରେ ମାଇଟୋସିସ୍ ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ଏକ କ୍ଷତିପୂରଣ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ତଥାପି, ହ୍ରାସ ହୋଇଥିବା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ବୃଦ୍ଧି, ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ଫ୍ୟୁଜନ କିମ୍ବା ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଅବସ୍ଥାକୁ ବାଦ୍ ଦିଆଯାଇପାରିବ ନାହିଁ।
ଯଦିଓ TEM ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଉଚ୍ଚ-ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକ ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ସ୍ତରରେ ଆକୃତିଗତ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକର ନିର୍ଣ୍ଣୟକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଏହି ପଦ୍ଧତି ଏକ ସମୟରେ ଦୁଇ-ପରିମାଣୀୟ ସ୍ନାପସଟ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରେ। ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପ ପ୍ରତି ଗତିଶୀଳ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ, ଆମେ TMRE ସହିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ରଙ୍ଗ ଦେଇଥିଲୁ ଏବଂ MEL ବିଶ୍ଳେଷଣ ସହିତ ସମୟ-ଲାପ୍ସ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲୁ, ଯାହା ସମୟ ସହିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କରେ ପରିବର୍ତ୍ତନର ଉଚ୍ଚ-ଥ୍ରୁପୁଟ୍ 3D ଭିଜୁଆଲାଇଜେସନ୍ ଅନୁମତି ଦିଏ 33,38। ଆମେ PPA ଚାପ ଅଧୀନରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିବିଧିରେ ସୂକ୍ଷ୍ମ କିନ୍ତୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଖିଲୁ (ଚିତ୍ର 2)। 3 mM ରେ, ବିଭାଜନ ଘଟଣା ସଂଖ୍ୟା ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା, ଯେତେବେଳେ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ ସମାନ ରହିଥିଲା। 5 mM PPA ରେ ଉଭୟ ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଘଟଣା ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା, କିନ୍ତୁ ଏହି ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟ ସମାନ ଥିଲା, ଯାହା ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଗତିବିଧି ଉଚ୍ଚ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ସନ୍ତୁଳନରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ (ଚିତ୍ର 2b)। ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ପରିମାଣ 3 ଏବଂ 5 mM PPA ଉଭୟରେ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିଥିଲା, ଯାହା ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କର ଅଖଣ୍ଡତା ସଂରକ୍ଷିତ ଥିଲା (ଚିତ୍ର 2d)। ଏହା ଗତିଶୀଳ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କଗୁଡ଼ିକର ହାଲୁକା ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପ ପ୍ରତି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦେବା ଏବଂ ନେଟୱାର୍କ ବିଖଣ୍ଡନ ସୃଷ୍ଟି ନକରି ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ବଜାୟ ରଖିବାର କ୍ଷମତାକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ। 3 mM PPA ରେ, ବିଖଣ୍ଡନର ବୃଦ୍ଧି ଏକ ନୂତନ ସନ୍ତୁଳନକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ ଯଥେଷ୍ଟ, କିନ୍ତୁ PPA ର ଅଧିକ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରେରିତ ଚାପର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଅଧିକ ଗଭୀର ଗତିଜ ପୁନଃନିର୍ମାଣ ଆବଶ୍ୟକ।
ଉଭୟ PPA ଚାପ ସାନ୍ଦ୍ରତାରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ସଂଖ୍ୟା ବୃଦ୍ଧି ପାଇଲା, କିନ୍ତୁ ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଆୟତନରେ ବିଶେଷ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇନାହିଁ (ଚିତ୍ର 2c)। ଏହା ବୃଦ୍ଧି ହୋଇଥିବା ବାୟୋଜେନେସିସ୍ କିମ୍ବା ବର୍ଦ୍ଧିତ ବିଭାଜନ ହେତୁ ହୋଇପାରେ; ତଥାପି, ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଆୟତନରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହ୍ରାସ ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ, ଜୈବ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବାର ସମ୍ଭାବନା ଅଧିକ। ତଥାପି, ଚିତ୍ର 2 ରେ ଥିବା ତଥ୍ୟ ଦୁଇଟି କ୍ଷତିପୂରଣ ଯନ୍ତ୍ରର ଅସ୍ତିତ୍ୱକୁ ସମର୍ଥନ କରେ: ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ବିଭାଜନର ଅପରେଗୁଲେସନ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ବିଭାଜନ ଘଟଣା ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି, ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ଘଟଣା ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି। ଶେଷରେ, ହାଲୁକା ଚାପ ପାଇଁ ଗତିଶୀଳ କ୍ଷତିପୂରଣରେ ବିଭାଜନ, ଫ୍ୟୁଜନ୍, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ମାଇଟୋଫାଜି ସହିତ ଜଡିତ ଏକକାଳୀନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ହୋଇପାରେ। ଯଦିଓ ପୂର୍ବ ଲେଖକମାନେ ଦେଖାଇଛନ୍ତି ଯେ PPA ମାଇଟୋସିସ୍ 30,39 ଏବଂ ମାଇଟୋଫାଜି 29 ବୃଦ୍ଧି କରେ, ଆମେ PPA ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଗତିଶୀଳତାର ପୁନଃନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରୁ। ଏହି ତଥ୍ୟଗୁଡ଼ିକ TEM ଦ୍ୱାରା ପରିଲକ୍ଷିତ ଆକୃତିଗତ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଏବଂ PPA-ପ୍ରେରିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ସହିତ ଜଡିତ ଯନ୍ତ୍ରଶୈଳୀ ବିଷୟରେ ଅଧିକ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପ୍ରଦାନ କରେ।
କାରଣ TEM କିମ୍ବା MEL ବିଶ୍ଳେଷଣ ପରିଲକ୍ଷିତ ଆକୃତିଗତ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକର ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ଜିନ୍ ନିୟାମକ କ୍ରିୟାର ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରିନଥିଲେ, ଆମେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାରେ ଜଡିତ ଜିନ୍ ର RNA ପ୍ରକାଶନ ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲୁ। cMYC ପ୍ରୋଟୋ-ଅନକୋଜିନ୍ ହେଉଛି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ, ଗ୍ଲାଇକୋଲାଇସିସ୍, ଆମିନୋ ଏସିଡ୍ ଏବଂ ଫ୍ୟାଟି ଏସିଡ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ ଜଡିତ ଏକ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍ ଫ୍ୟାକ୍ଟର। ଏହା ସହିତ, cMYC NRF1 ଏବଂ TFAM41 ସମେତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍, ଅନୁବାଦ ଏବଂ ଜଟିଳ ଆସେମ୍ବଲିରେ ଜଡିତ ପ୍ରାୟ 600 ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଜିନ୍ ର ପ୍ରକାଶନକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା। NRF1 ଏବଂ TFAM ହେଉଛି ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍, ଅନୁବାଦ ଏବଂ ଜଟିଳ ଆସେମ୍ବଲିରେ ଜଡିତ ପ୍ରାୟ 600 ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଜିନ୍ ର ପ୍ରକାଶନକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା। NRF1 ଏବଂ TFAM ହେଉଛି ମାଇଟୋସିସ୍ ର ଦୁଇଟି କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ନିୟାମକ, mtDNA ପ୍ରତିକୃତିକୁ ସକ୍ରିୟ କରିବା ପାଇଁ PGC-1α ର ନିମ୍ନମୁଖୀ କାର୍ଯ୍ୟ କରନ୍ତି। ଏହି ପଥ cAMP ଏବଂ AMPK ସଙ୍କେତ ଦ୍ୱାରା ସକ୍ରିୟ ହୁଏ ଏବଂ ଶକ୍ତି ଖର୍ଚ୍ଚ ଏବଂ ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପ ପ୍ରତି ସମ୍ବେଦନଶୀଳ। ଆମେ PPA ର ପ୍ରଭାବ ଅକ୍ସିଡେଟିଭ୍ ଚାପ ଦ୍ୱାରା ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ହୋଇପାରେ କି ନାହିଁ ତାହା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ର ଏକ ରେଡକ୍ସ ନିୟାମକ NFE2L2 ମଧ୍ୟ ପରୀକ୍ଷା କରିଥିଲୁ।
ଯଦିଓ NFE2L2 ପ୍ରକାଶନ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିଥିଲା, ଆମେ 3 mM ଏବଂ 5 mM PPA ସହିତ 24 ଘଣ୍ଟା ଚିକିତ୍ସା ପରେ cMYC, NRF1 ଏବଂ TFAM ର ପ୍ରକାଶନରେ ଏକ ସ୍ଥିର ଡୋଜ୍-ନିର୍ଭରଶୀଳ ହ୍ରାସ ପାଇଲୁ (ଚିତ୍ର 3a–c)। cMYC ପ୍ରକାଶନର ନିମ୍ନଗାମୀ ପୂର୍ବରୁ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଚାପ42 ର ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭାବରେ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି, ଏବଂ ବିପରୀତ ଭାବରେ, cMYC ପ୍ରକାଶନର ନିମ୍ନଗାମୀ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍, ନେଟୱାର୍କ ସଂଯୋଗ ଏବଂ ମେମ୍ବ୍ରାନ୍ ଧ୍ରୁବୀକରଣ43 ପୁନଃନିର୍ମାଣ କରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଂକ୍ସନ ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ। ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ ଭାବରେ, cMYC ମଧ୍ୟ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ42,43 ର ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ ସାମିଲ ଅଛି ଏବଂ କୋଷ ବିଭାଜନ44 ସମୟରେ DRP1 ଫସଫୋରାଇଲେସନ୍ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ସ୍ଥାନୀୟକରଣ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ସହିତ ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ଷ୍ଟେମ୍ କୋଷରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମର୍ଫୋଜିକାଲ ପୁନଃନିର୍ମାଣ ମଧ୍ୟସ୍ଥତା କରେ। ପ୍ରକୃତରେ, cMYC-ଅଭାବୀ ଫାଇବ୍ରୋବ୍ଲାଷ୍ଟଗୁଡ଼ିକ PPA43 ଚାପ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରେରିତ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ, ହ୍ରାସିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକାର ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ। ଏହି ତଥ୍ୟ cMYC ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିବିଧି ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଆକର୍ଷଣୀୟ କିନ୍ତୁ ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଅସ୍ପଷ୍ଟ ସମ୍ପର୍କକୁ ଦର୍ଶାଏ, ଯାହା PPA ଚାପ-ପ୍ରେରିତ ପୁନଃନିର୍ମାଣର ଭବିଷ୍ୟତ ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ ଏକ ଆକର୍ଷଣୀୟ ଲକ୍ଷ୍ୟ ପ୍ରଦାନ କରେ।
NRF1 ଏବଂ TFAM ର ହ୍ରାସ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନାଲ୍ ଆକ୍ଟିଭେଟର ଭାବରେ cMYC ର ଭୂମିକା ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ। ଏହି ତଥ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ମାନବ କୋଲନ କର୍କଟ କୋଷରେ ପୂର୍ବ ଅଧ୍ୟୟନ ସହିତ ମଧ୍ୟ ସୁସଙ୍ଗତ ଯାହା ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ PPA 22 ଘଣ୍ଟାରେ NRF1 mRNA ପ୍ରକାଶନକୁ ହ୍ରାସ କରିଥିଲା, ଯାହା ATP ହ୍ରାସ ସହିତ ଜଡିତ ଥିଲା ଏବଂ ROS46 ବୃଦ୍ଧି କରିଥିଲା। ଏହି ଲେଖକମାନେ ଏହା ମଧ୍ୟ ରିପୋର୍ଟ କରିଛନ୍ତି ଯେ TFAM ପ୍ରକାଶନ 8.5 ଘଣ୍ଟାରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା କିନ୍ତୁ 22 ଘଣ୍ଟାରେ ବେସଲାଇନ୍ ସ୍ତରକୁ ଫେରି ଆସିଥିଲା। ବିପରୀତରେ, Kim et al. (2019) ଦେଖାଇଛନ୍ତି ଯେ SH-SY5Y କୋଷରେ 4 ଘଣ୍ଟା PPA ଚାପ ପରେ TFAM mRNA ପ୍ରକାଶନ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା; ତଥାପି, 72 ଘଣ୍ଟା ପରେ, TFAM ପ୍ରୋଟିନ୍ ପ୍ରକାଶନ ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା ଏବଂ mtDNA କପି ସଂଖ୍ୟା ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥିଲା। ତେଣୁ, 24 ଘଣ୍ଟା ପରେ ଆମେ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ କରିଥିବା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଜିନ୍ ସଂଖ୍ୟାରେ ହ୍ରାସ ଏହି ସମ୍ଭାବନାକୁ ବାଦ୍ ଦିଏ ନାହିଁ ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ସଂଖ୍ୟାରେ ବୃଦ୍ଧି ପୂର୍ବ ସମୟ ବିନ୍ଦୁଗୁଡ଼ିକରେ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ସକ୍ରିୟକରଣ ସହିତ ଜଡିତ। ପୂର୍ବ ଅଧ୍ୟୟନଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ PPA 4 ଘଣ୍ଟା 30 ମିନିଟରେ SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକରେ PGC-1α mRNA ଏବଂ ପ୍ରୋଟିନକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ଯେତେବେଳେ ପ୍ରୋପିଓନିକ ଏସିଡ୍ 12 ଘଣ୍ଟା 39 ମିନିଟରେ PGC-1α ମାଧ୍ୟମରେ ବାଛୁରୀ ହେପାଟୋସାଇଟ୍ସରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ବୃଦ୍ଧି କରେ। ଆଶ୍ଚର୍ଯ୍ୟଜନକ ଭାବରେ, PGC-1α କେବଳ NRF1 ଏବଂ TFAM ର ଏକ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନାଲ୍ ନିୟାମକ ନୁହେଁ, ବରଂ ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ 47 କୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରି MFN2 ଏବଂ DRP1 ର କାର୍ଯ୍ୟକଳାପକୁ ମଧ୍ୟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରୁଥିବା ଦେଖାଯାଇଛି। ଏକତ୍ରିତ ଭାବରେ, ଏହା PPA ଦ୍ୱାରା ପ୍ରେରିତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କ୍ଷତିପୂରଣ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଗୁଡ଼ିକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରୁଥିବା ଯନ୍ତ୍ରପାତିର ନିକଟ ଯୁଗଳକୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ କରିଥାଏ। ଅଧିକନ୍ତୁ, ଆମର ତଥ୍ୟ PPA ଚାପ ଅଧୀନରେ ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ମେଟାବୋଲିଜିମର ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନାଲ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଡିସରେଗୁଲେସନ୍ ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ।
STOML2, OPA1, MFN1, MFN2 ଏବଂ DRP1 ଜିନ୍ ହେଉଛି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବିଭାଜନ, ଫ୍ୟୁଜନ ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାର କେନ୍ଦ୍ରୀୟ ନିୟାମକମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ 37,48,49। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତାରେ ଅନେକ ଅନ୍ୟ ଜିନ୍ ଜଡିତ, ତଥାପି, STOML2, OPA1 ଏବଂ MFN2 ପୂର୍ବରୁ ASD କୋହର୍ଟରେ ଭିନ୍ନ ଭାବରେ ମିଥାଇଲେଟେଡ୍ ହୋଇଥିବା ଦେଖାଯାଇଛି, 16 ଏବଂ ଅନେକ ସ୍ୱାଧୀନ ଅଧ୍ୟୟନ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଚାପ50,51 ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ଏହି ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍ କାରକଗୁଡ଼ିକରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ରିପୋର୍ଟ କରିଛନ୍ତି। 52. ଉଭୟ OPA1 ଏବଂ STOML2 ର ପ୍ରକାଶନ 3 mM ଏବଂ 5 mM PPA ଚିକିତ୍ସା ଦ୍ୱାରା ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା (ଚିତ୍ର 3e, f)। OPA1 ହେଉଛି MFN1 ଏବଂ 2 ସହିତ ସିଧାସଳଖ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଫ୍ୟୁଜନର ଶାସ୍ତ୍ରୀୟ ନିୟାମକମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ଏବଂ କ୍ରିଷ୍ଟା ପୁନଃନିର୍ମାଣ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମର୍ଫୋଜିରେ ଏକ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ53। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତାରେ STOML2 ର ସଠିକ୍ ଭୂମିକା ଅସ୍ପଷ୍ଟ ରହିଛି, କିନ୍ତୁ ପ୍ରମାଣ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ଏହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଫ୍ୟୁଜନ, ବାୟୋଜେନେସିସ୍ ଏବଂ ମାଇଟୋଫାଜିରେ ଏକ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ।
STOML2 ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ସଂଯୋଗ ଏବଂ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ଶୃଙ୍ଖଳ ଜଟିଳ ଗଠନରେ ଜଡିତ 54,55 ଏବଂ କର୍କଟ କୋଷଗୁଡ଼ିକର ମେଟାବୋଲିକ୍ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଗଭୀର ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରୁଥିବା ଦେଖାଯାଇଛି 56। ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ STOML2 BAN ଏବଂ କାର୍ଡିଓଲିପିନ୍ 55, 57, 58 ସହିତ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଝିଲ୍ଲୀ ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ ଜୈବଜାତିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ। ଏହା ସହିତ, ସ୍ୱାଧୀନ ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ STOML2 ଏବଂ PINK1 ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା mitophagy59,60 କୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରେ। ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ, STOML2 MFN2 ସହିତ ସିଧାସଳଖ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଏବଂ ସ୍ଥିର କରିବା ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି ଏବଂ OPA1 ଅବନତି ପାଇଁ ଦାୟୀ ପ୍ରୋଟିଜ୍ 53,61,62 କୁ ବାଧା ଦେଇ ଲମ୍ବା OPA1 ଆଇସୋଫର୍ମଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ଥିର କରିବାରେ ମଧ୍ୟ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। PPA ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ପରିଲକ୍ଷିତ STOML2 ପ୍ରକାଶନରେ ହ୍ରାସ ଏହି ଫ୍ୟୁଜନ୍ ପ୍ରୋଟିନ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ubiquitin- ଏବଂ proteasome-ନିର୍ଭରଶୀଳ ପଥଗୁଡ଼ିକ ମାଧ୍ୟମରେ ଅବନତି ପାଇଁ ଅଧିକ ସମ୍ବେଦନଶୀଳ କରିପାରେ 48। ଯଦିଓ PPA ପ୍ରତି ଗତିଶୀଳ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ STOML2 ଏବଂ OPA1 ର ସଠିକ ଭୂମିକା ସ୍ପଷ୍ଟ ନୁହେଁ, ଏହି ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଜିନ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ହ୍ରାସ ପ୍ରକାଶନ (ଚିତ୍ର 3) ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ମଧ୍ୟରେ ସନ୍ତୁଳନକୁ ବାଧା ଦେଇପାରେ ଏବଂ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକାର ହ୍ରାସ କରିପାରେ (ଚିତ୍ର 3)। 1)।
ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, 24 ଘଣ୍ଟା ପରେ OPA1 ପ୍ରୋଟିନ୍ ପ୍ରକାଶନ ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ରହିଲା, ଯେତେବେଳେ PPA ଚିକିତ୍ସା ପରେ MFN1, MFN2 କିମ୍ବା DRP1 ର mRNA ଏବଂ ପ୍ରୋଟିନ୍ ସ୍ତର ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇନଥିଲା (ଚିତ୍ର 3g-i, ଚିତ୍ର 4)। ଏହା ସୂଚାଇପାରେ ଯେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଏବଂ ଫିସନ୍ ସହିତ ଜଡିତ ଏହି କାରକଗୁଡ଼ିକର ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ କୌଣସି ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୋଇନାହିଁ। ତଥାପି, ଏହା ଲକ୍ଷ୍ୟ କରିବା ଉଚିତ ଯେ ଏହି ଚାରୋଟି ଜିନ୍ ମଧ୍ୟରୁ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରୋଟିନ୍ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରୁଥିବା ପୋଷ୍ଟଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପ୍ସନ୍ଲ୍ ମୋଡିଫିକେସନ୍ (PTMs) ଦ୍ୱାରା ମଧ୍ୟ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ। OPA1 ର ଆଠଟି ବିକଳ୍ପ ସ୍ପ୍ଲାଇସ୍ ପ୍ରକାର ଅଛି ଯାହା ପ୍ରୋଟିଓଲାଇଟିକ୍ ଭାବରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆରେ କ୍ଲିଭ ହୋଇ ଦୁଇଟି ପୃଥକ ଆଇସୋଫର୍ମ 63 ଉତ୍ପାଦନ କରେ। ଲମ୍ବା ଏବଂ ଛୋଟ ଆଇସୋଫର୍ମ ମଧ୍ୟରେ ସନ୍ତୁଳନ ଶେଷରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କ 64 ର ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣରେ OPA1 ର ଭୂମିକା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ। DRP1 କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ କ୍ୟାଲସିୟମ୍/କାଲ୍ମୋଡୁଲିନ୍-ନିର୍ଭର ପ୍ରୋଟିନ୍ କାଇନେଜ୍ II (CaMKII) ଫସଫୋରାଇଲେସନ୍ ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ, ଯେତେବେଳେ DRP1 ଅବନତି ubiquitination ଏବଂ SUMOylation65 ଦ୍ୱାରା ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ। ଶେଷରେ, DRP1 ଏବଂ MFN1/2 ଉଭୟ GTPases ଅଟନ୍ତି, ତେଣୁ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ 66 ରେ GTP ଉତ୍ପାଦନ ହାର ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇପାରେ। ତେଣୁ, ଯଦିଓ ଏହି ପ୍ରୋଟିନର ପ୍ରକାଶନ ସ୍ଥିର ରହିଥାଏ, ଏହା ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ପ୍ରୋଟିନ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ କିମ୍ବା ସ୍ଥାନୀୟକରଣକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରିନପାରେ67,68। ପ୍ରକୃତରେ, ବିଦ୍ୟମାନ PTM ପ୍ରୋଟିନ ସଂଗ୍ରହଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରାୟତଃ ତୀବ୍ର ଚାପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ମଧ୍ୟସ୍ଥତା ପାଇଁ ଦାୟୀ ପ୍ରଥମ ପ୍ରତିରକ୍ଷା ଧାଡି ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। ଆମର ମଡେଲରେ ମଧ୍ୟମ ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପର ଉପସ୍ଥିତିରେ, ଏହା ସମ୍ଭବ ଯେ PTM mRNA କିମ୍ବା ପ୍ରୋଟିନ ସ୍ତରରେ ଏହି ଜିନ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ଅତିରିକ୍ତ ସକ୍ରିୟକରଣ ଆବଶ୍ୟକ ନକରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଅଖଣ୍ଡତାକୁ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଭାବରେ ପୁନଃସ୍ଥାପିତ କରିବା ପାଇଁ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଏବଂ ବିଭାଜନ ପ୍ରୋଟିନର ବୃଦ୍ଧି କାର୍ଯ୍ୟକଳାପକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ।
ଏକତ୍ରିତ ଭାବରେ, ଉପରୋକ୍ତ ତଥ୍ୟ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ ଆକୃତିର ଜଟିଳ ଏବଂ ସମୟ-ନିର୍ଭରଶୀଳ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ଏହି ଯନ୍ତ୍ରପାତିଗୁଡ଼ିକୁ ସ୍ପଷ୍ଟ କରିବାର ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ କରେ। ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ, ପ୍ରଥମେ ପଥରେ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଲକ୍ଷ୍ୟ ଜିନ୍ ଚିହ୍ନଟ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ। ତଥାପି, ଆମର ତଥ୍ୟ ଦର୍ଶାଏ ଯେ ସମାନ ପଥରେ ଥିବା ଜିନ୍ ସମାନ ଚାପ ପ୍ରତି ସମାନ ଭାବରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରନ୍ତି ନାହିଁ। ପ୍ରକୃତରେ, ପୂର୍ବ ଅଧ୍ୟୟନଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ ସମାନ ପଥରେ ଥିବା ବିଭିନ୍ନ ଜିନ୍ ଭିନ୍ନ ସମୟକାଳୀନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିପାରନ୍ତି 30,46। ଏହା ସହିତ, ଜଟିଳ ପୋଷ୍ଟ-ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍ ଯନ୍ତ୍ରପାତି ଅଛି ଯାହା ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନ୍ ଏବଂ ଜିନ୍ କାର୍ଯ୍ୟ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କକୁ ବିପର୍ଯ୍ୟସ୍ତ କରେ। ପ୍ରୋଟିଓମିକ୍ ଅଧ୍ୟୟନଗୁଡ଼ିକ PTM ଏବଂ ପ୍ରୋଟିନ୍ କାର୍ଯ୍ୟର ପ୍ରଭାବ ବିଷୟରେ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପ୍ରଦାନ କରିପାରିବ, କିନ୍ତୁ ସେମାନେ କମ୍-ଥ୍ରୁପୁଟ୍ ପଦ୍ଧତି, ଉଚ୍ଚ ସିଗନାଲ-ଟୁ-ଶବ୍ଦ ଅନୁପାତ ଏବଂ ଦୁର୍ବଳ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ସମେତ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ମଧ୍ୟ ସୃଷ୍ଟି କରନ୍ତି।
ଏହି ପରିପ୍ରେକ୍ଷୀରେ, TEM ଏବଂ MEL ବ୍ୟବହାର କରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ଦ୍ୱାରା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ଏହା କିପରି ରୋଗକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ ସେ ବିଷୟରେ ମୌଳିକ ପ୍ରଶ୍ନଗୁଡ଼ିକର ସମାଧାନ କରିବାର ଯଥେଷ୍ଟ ସମ୍ଭାବନା ଅଛି। ସବୁଠାରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କଥା ହେଉଛି, TEM ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ଏବଂ ଗତିଶୀଳତାର ଏକ ଅଭିସରଣୀୟ ଶେଷବିନ୍ଦୁ ଭାବରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ମାପ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସିଧାସଳଖ ପଦ୍ଧତି ପ୍ରଦାନ କରେ। MEL ଏକ ତ୍ରି-ପରିମାଣୀୟ ସେଲ୍ୟୁଲାର ପରିବେଶରେ ବିଖଣ୍ଡନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଘଟଣାଗୁଡ଼ିକୁ ଦୃଶ୍ୟମାନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସିଧାସଳଖ ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନର ଅନୁପସ୍ଥିତିରେ ମଧ୍ୟ ଗତିଶୀଳ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ପୁନଃନିର୍ମାଣକୁ ପରିମାଣିକ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ଏଠାରେ ଆମେ ଦ୍ୱିତୀୟ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ରୋଗରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଇମେଜିଂ କୌଶଳର ଉପଯୋଗିତା ଉପରେ ଆଲୋକପାତ କରୁ। ଏହି ରୋଗଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ତୀବ୍ର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କ୍ଷତି ଅପେକ୍ଷା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କର ସୂକ୍ଷ୍ମ ପୁନଃନିର୍ମାଣ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଣ୍ଣିତ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ମୃଦୁ ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଣ୍ଣିତ। ତଥାପି, ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ଚାପ ଅଧୀନରେ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ କ୍ଷତିପୂରଣ ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ ଗଭୀର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପରିଣାମ ଥାଏ। ନ୍ୟୁରୋସାଇନ୍ସ ପରିପ୍ରେକ୍ଷୀରେ, ଏହି କ୍ଷତିପୂରଣ ଯନ୍ତ୍ରର ଏକ ଭଲ ବୁଝାମଣା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ସହିତ ଜଡିତ ପ୍ଲିଓଟ୍ରୋପିକ୍ ନ୍ୟୁରୋପାଥୋଲୋଜି ବିଷୟରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସୂଚନା ପ୍ରଦାନ କରିପାରେ।
ଶେଷରେ, ଆମର ତଥ୍ୟ ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନ, ପ୍ରୋଟିନ୍ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏବଂ ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିବିଧି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରୁଥିବା ପ୍ରୋଟିନ୍ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ମଧ୍ୟରେ ଜଟିଳ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ପରିଣାମକୁ ବୁଝିବା ପାଇଁ ଇମେଜିଂ କୌଶଳର ଉପଯୋଗିତାକୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ କରିଥାଏ। ଆମେ ASDର ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଉପାଦାନ ବିଷୟରେ ଅନ୍ତର୍ଦୃଷ୍ଟି ପାଇବା ପାଇଁ ଏକ ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ କୋଷ ମଡେଲରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍ ମଡେଲ୍ କରିବା ପାଇଁ PPA ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲୁ। PPA ସହିତ ଚିକିତ୍ସା କରାଯାଇଥିବା SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତିରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦେଖାଇଥିଲେ: ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଛୋଟ ଏବଂ ଗୋଲାକାର ହୋଇଯାଇଥିଲା, ଏବଂ TEM ଦ୍ୱାରା ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିବା ସମୟରେ କ୍ରିଷ୍ଟା ଖରାପ ଭାବରେ ପରିଭାଷିତ ହୋଇଥିଲା। MEL ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଏହି ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକ ହାଲୁକା ମେଟାବୋଲିକ୍ ଚାପର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନେଟୱାର୍କ ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ବିଭାଜନ ଏବଂ ଫ୍ୟୁଜନ୍ ଇଭେଣ୍ଟରେ ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ସମକାଳୀନ ଭାବରେ ଘଟେ। ଅଧିକନ୍ତୁ, PPA ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ମେଟାବୋଲିଜିମ୍ ଏବଂ ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍ ର ଟ୍ରାନ୍ସକ୍ରିପସନାଲ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ବାଧା ପ୍ରଦାନ କରେ। ଆମେ cMYC, NRF1, TFAM, STOML2, ଏବଂ OPA1 କୁ PPA ଚାପ ଦ୍ୱାରା ବିଚଳିତ ପ୍ରମୁଖ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ନିୟାମକ ଭାବରେ ଚିହ୍ନଟ କରିଥିଲୁ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆକୃତି ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟରେ PPA-ପ୍ରେରିତ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକର ମଧ୍ୟସ୍ଥତାରେ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରିପାରେ। ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନ ଏବଂ ପ୍ରୋଟିନ୍ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ, ସ୍ଥାନୀୟକରଣ ଏବଂ ଅନୁବାଦ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପରିବର୍ତ୍ତନରେ PPA-ପ୍ରେରିତ ସମୟଗତ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକୁ ଭଲ ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣିତ କରିବା ପାଇଁ ଭବିଷ୍ୟତ ଅଧ୍ୟୟନ ଆବଶ୍ୟକ। ଆମର ତଥ୍ୟ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଚାପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ମଧ୍ୟସ୍ଥତା କରୁଥିବା ନିୟାମକ ଯନ୍ତ୍ରର ଜଟିଳତା ଏବଂ ପରସ୍ପର ନିର୍ଭରଶୀଳତାକୁ ଉଜ୍ଜ୍ୱଳ କରେ ଏବଂ ଅଧିକ ଲକ୍ଷ୍ୟଭେଦୀ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ TEM ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଇମେଜିଂ କୌଶଳର ଉପଯୋଗିତାକୁ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ।
SH-SY5Y କୋଷ ଲାଇନ୍ (ECACC, 94030304-1VL) ସିଗମା-ଆଲଡ୍ରିଚ୍ ଠାରୁ କିଣାଯାଇଥିଲା। SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ ଡଲବେକୋର ପରିବର୍ତ୍ତିତ ଇଗଲ୍ସ ମଧ୍ୟମ/F-12 ପୁଷ୍ଟିକର ମିଶ୍ରଣ (DMEM/F-12) ଏବଂ L-ଗ୍ଲୁଟାମାଇନ୍ (SC09411, ସାଇନସେଲ୍) ରେ 25 cm2 ଫ୍ଲାସ୍କରେ 20% ଭ୍ରୁଣ ବୋଭାଇନ୍ ସେରମ୍ (FBS) (10493106, ThermoFisher Scientific) ଏବଂ 1% ପେନିସିଲିନ୍-ଷ୍ଟ୍ରେପ୍ଟୋମାଇସିନ୍ (P4333-20ML, Sigma-Aldrich) ସହିତ ପରିପୂରକ କରାଯାଇ 37 °C, 5% CO2 ତାପମାତ୍ରାରେ ଚାଷ କରାଯାଇଥିଲା। କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ 0.05% ଟ୍ରିପସିନ୍-EDTA (15400054, ThermoFisher Scientific) ବ୍ୟବହାର କରି 80% ସଂଗମରେ ସବକଲ୍ଚର୍ କରାଯାଇଥିଲା, 300 ଗ୍ରାମ ସେଣ୍ଟ୍ରିଫ୍ୟୁଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ପ୍ରାୟ 7 × 105 କୋଷ/ମିଲି ଘନତାରେ ପ୍ଲେଟେଡ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ପରୀକ୍ଷଣ 19-22 ପାସେଜ୍ ମଧ୍ୟରେ ଅଣବିଭାଜିତ SH-SY5Y କୋଷ ଉପରେ କରାଯାଇଥିଲା। PPA କୁ NaP ଭାବରେ ପରିଚାଳିତ କରାଯାଏ। NaP ପାଉଡର (CAS No. 137-40-6, ରାସାୟନିକ ସୂତ୍ର C3H5NaO2, P5436-100G, Sigma-Aldrich) କୁ ଉଷ୍ମ MliQ ପାଣିରେ 1 M ସାନ୍ଦ୍ରତା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଦ୍ରବୀଭୂତ କରନ୍ତୁ ଏବଂ 4 °C ରେ ସଂରକ୍ଷଣ କରନ୍ତୁ। ଚିକିତ୍ସା ଦିନ, ଏହି ଦ୍ରବଣକୁ 1 M PPA ରୁ 3 mM ଏବଂ 5 mM PPA ସହିତ ସିରମ୍-ମୁକ୍ତ ମାଧ୍ୟମ (DMEM/F-12 ସହିତ L-ଗ୍ଲୁଟାମାଇନ୍) ରେ ଦ୍ରବୀଭୂତ କରନ୍ତୁ। ସମସ୍ତ ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଚିକିତ୍ସା ସାନ୍ଦ୍ରତା କୌଣସି PPA (0 mM, ନିୟନ୍ତ୍ରଣ), 3 mM, ଏବଂ 5 mM PPA ନଥିଲା। ଅତି କମରେ ତିନୋଟି ଜୈବିକ ପ୍ରତିକୃତିରେ ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା।
SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ 5.5 × 105 କୋଷ/ମିଲି ହାରରେ 25 cm5 ଫ୍ଲାସ୍କରେ ବିହନ ଦିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ବଢ଼ିଥିଲା। 24 ଘଣ୍ଟା ଇନକ୍ୟୁବେସନ୍ ପୂର୍ବରୁ PPA ଚିକିତ୍ସା ଫ୍ଲାସ୍କରେ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା। ସାଧାରଣ ସ୍ତନ୍ୟପାୟୀ ଟିସୁ ସବକଲ୍ଚର ପ୍ରୋଟୋକଲ୍ (ଉପରେ ବର୍ଣ୍ଣିତ) ଅନୁସରଣ କରି କୋଷ ପେଲେଟ୍ ସଂଗ୍ରହ କରନ୍ତୁ। କୋଷ ପେଲେଟ୍ କୁ 100 µl 2.5% ଗ୍ଲୁଟାରାଲଡିହାଇଡ୍, 1× PBS ରେ ପୁନଃସ୍ଥାପିତ କରନ୍ତୁ ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ 4 °C ରେ ସଂରକ୍ଷଣ କରନ୍ତୁ। SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ଭାବରେ ସେଣ୍ଟ୍ରିଫ୍ୟୁଗ୍ କରାଯାଇଥିଲା ଯାହା ଦ୍ୱାରା କୋଷଗୁଡିକ ପେଲେଟ୍ ହୋଇ 2.5% ଗ୍ଲୁଟାରାଲଡିହାଇଡ୍, 1× PBS ଦ୍ରବଣ ବାହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଡିଷ୍ଟିଲେଡ୍ ପାଣିରେ ପ୍ରସ୍ତୁତ 4% ଆଗାରୋଜ୍ ଜେଲରେ ସେଗମେଣ୍ଟକୁ ପୁନଃସ୍ଥାପିତ କରାଯାଇଥିଲା (ଆଗାରୋଜ୍ ଏବଂ ସେଗମେଣ୍ଟ ଆୟତନର ଅନୁପାତ 1:1)। ଆଗାରୋଜ୍ ଖଣ୍ଡଗୁଡ଼ିକୁ ଫ୍ଲାଟ ପ୍ଲେଟ୍ ଉପରେ ଗ୍ରୀଡ୍ ଉପରେ ରଖାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଚାପ ଫ୍ରିଜ୍ କରିବା ପୂର୍ବରୁ 1-ହେକ୍ସାଡେସିନ୍ ସହିତ ଲେପ ଦିଆଯାଇଥିଲା। ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ -90°C ରେ 100% ଶୁଷ୍କ ଆସିଟୋନରେ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଫ୍ରିଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ତା'ପରେ ତାପମାତ୍ରା -80°C ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ 1% ଅସମିୟମ୍ ଟେଟ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ 0.1% ଗ୍ଲୁଟାରାଲଡିହାଇଡ୍ ର ଏକ ଦ୍ରବଣ ଯୋଡା ଯାଇଥିଲା। ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ -80°C ରେ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ସଂରକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହା ପରେ, ତାପମାତ୍ରାକୁ ଧୀରେ ଧୀରେ କିଛି ଦିନ ଧରି କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା: –80°C ରୁ –50°C ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ, –30°C ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ, –10°C ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଏବଂ ଶେଷରେ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାକୁ।
କ୍ରାୟୋଜେନିକ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପରେ, ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ରେଜିନ୍ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଏକ Leica Reichert UltracutS ultramicrotome (Leica Microsystems) ବ୍ୟବହାର କରି ଅଲ୍ଟ୍ରାଥିନ୍ ସେକ୍ସନ୍ (~100 nm) ତିଆରି କରାଯାଇଥିଲା। ସେକ୍ସନ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ 2% ୟୁରାନିଲ୍ ଆସେଟେଟ୍ ଏବଂ ସୀସା ସାଇଟ୍ରେଟ୍ ସହିତ ରଙ୍ଗ କରାଯାଇଥିଲା। ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ FEI Tecnai 20 ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍ (Thermofisher (ପୂର୍ବରୁ FEI), ଆଇଣ୍ଡହୋଭେନ୍, ନେଦରଲ୍ୟାଣ୍ଡ) 200 kV (Lab6 ଟ୍ରାନ୍ସମିଟର) ରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଏବଂ ଏକ Gatan CCD କ୍ୟାମେରା (Gatan, UK) ଏକ Tridiem ଶକ୍ତି ଫିଲ୍ଟର ସହିତ ସଜ୍ଜିତ ବ୍ୟବହାର କରି ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା।
ପ୍ରତ୍ୟେକ ବୈଷୟିକ ପ୍ରତିକୃତିରେ, ଅତି କମରେ 24 ଟି ଏକକ କୋଷ ପ୍ରତିକୃତି ହାସଲ କରାଯାଇଥିଲା, ମୋଟ 266 ଟି ପ୍ରତିଛବି ପାଇଁ। ସମସ୍ତ ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକୁ ଆଗ୍ରହର କ୍ଷେତ୍ର (ROI) ମାକ୍ରୋ ଏବଂ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ମାକ୍ରୋ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ମାକ୍ରୋ ପ୍ରକାଶିତ ପଦ୍ଧତି 17,31,32 ଉପରେ ଆଧାରିତ ଏବଂ ଫିଜି/ଇମେଜଜେ69 ରେ TEM ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକର ଅର୍ଦ୍ଧ-ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ବ୍ୟାଚ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ସଂକ୍ଷେପରେ: ପ୍ରତିଛବିଟି ରୋଲିଂ ବଲ୍ ପୃଷ୍ଠଭୂମି ବିଯୋଗ (60 ପିକ୍ସେଲ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡପାସ୍) ଏବଂ ଏକ FFT ବ୍ୟାଣ୍ଡପାସ୍ ଫିଲ୍ଟର (ଯଥାକ୍ରମେ 60 ଏବଂ 8 ପିକ୍ସେଲ୍ ଉପର ଏବଂ ନିମ୍ନ ସୀମା ବ୍ୟବହାର କରି) ଏବଂ 5% ର ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶ ସହନଶୀଳତା ସହିତ ଭୂଲମ୍ବ ରେଖା ଦମନ ବ୍ୟବହାର କରି ଓଲଟା ଏବଂ ଓଲଟା କରାଯାଇଛି। ପ୍ରକ୍ରିୟାକୃତ ପ୍ରତିଛବିଟି ସର୍ବାଧିକ ଏଣ୍ଟ୍ରୋପି ଆଲଗୋରିଦମ ବ୍ୟବହାର କରି ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ଭାବରେ ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ଏକ ବାଇନାରୀ ମାସ୍କ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥାଏ। କଞ୍ଚା TEM ପ୍ରତିଛବିରେ ମାନୁଆଲି ଚୟନ କରାଯାଇଥିବା ROI ସହିତ ଜଡିତ ପ୍ରତିଛବି କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ବାହାର କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆକୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ କରିଥିଲା ​​ଏବଂ ପ୍ଲାଜମା ମେମ୍ବ୍ରେନ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଉଚ୍ଚ-ବିପରୀତ କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ବାଦ ଦେଇଥିଲା। ପ୍ରତ୍ୟେକ ନିଷ୍କାସିତ ROI ପାଇଁ, 600 ପିକ୍ସେଲରୁ ବଡ଼ ବାଇନାରୀ କଣିକା ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ଫିଜି/ଇମେଜଜେର ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ମାପ କାର୍ଯ୍ୟ ବ୍ୟବହାର କରି କଣିକା କ୍ଷେତ୍ର, ପରିଧି, ପ୍ରମୁଖ ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ର ଅକ୍ଷ, ଫେରେଟ୍ ବ୍ୟାସ, ଗୋଲାକାରତା ଏବଂ ବୃତ୍ତାକାରତା ମାପ କରାଯାଇଥିଲା। ମେରିଲ୍, ଫ୍ଲିପୋ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରାକ୍ (2017), କ୍ଷେତ୍ର 2, କଣିକା ଦିଗ ଅନୁପାତ (ମୁଖ୍ୟରୁ କ୍ଷୁଦ୍ର ଅକ୍ଷ ଅନୁପାତ), ଏବଂ ଆକୃତି କାରକ (FF) ଏହି ତଥ୍ୟରୁ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା, ଯେଉଁଠାରେ FF = ପରିଧି 2/4pi x କ୍ଷେତ୍ର। ପାରାମେଟ୍ରିକ୍ ସୂତ୍ରର ପରିଭାଷା ମେରିଲ୍, ଫ୍ଲିପୋ ଏବଂ ଷ୍ଟ୍ରାକ୍ (2017) ରେ ମିଳିପାରିବ। ଉଲ୍ଲେଖିତ ମାକ୍ରୋଗୁଡ଼ିକ GitHub ରେ ଉପଲବ୍ଧ (ଡାଟା ଉପଲବ୍ଧତା ବିବୃତ୍ତି ଦେଖନ୍ତୁ)। ହାରାହାରି, ପ୍ରତି PPA ଚିକିତ୍ସା ପାଇଁ ପ୍ରାୟ 5,600 କଣିକା ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା, ମୋଟ ପ୍ରାୟ 17,000 କଣିକା (ଡାଟା ଦେଖାଯାଇ ନାହିଁ) ପାଇଁ।
SH-SH5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ 8-ଚାମ୍ବର କଲଚର ଡିସରେ (ThermoFisher, #155411) ରଖାଯାଇଥିଲା ଯାହା ଦ୍ଵାରା ରାତାରାତି ଆପେସନ ହୋଇପାରିବ ଏବଂ ତାପରେ TMRE 1:1000 (ThermoFisher, #T669) ଏବଂ Hoechst 33342 1:200 (Sigma-Aldrich, H6024) ସହିତ ଇନକ୍ୟୁବେଟେଡ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ରଙ୍ଗ କରିବା। 10 ମିନିଟ୍ ପରିବେଶରେ 405 nm ଏବଂ 561 nm ଲେଜର ବ୍ୟବହାର କରି ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ଅଧିଗ୍ରହଣ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ 12 ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟ ବିନ୍ଦୁରେ ଚିତ୍ର ଫ୍ରେମ୍ ମଧ୍ୟରେ 0.2 μm az ପଦକ୍ଷେପ ସହିତ 10 ପ୍ରତିଛବି ମାଇକ୍ରୋଗ୍ରାଫ୍ ଧାରଣ କରିଥିବା z-ଷ୍ଟାକ୍ ଭାବରେ କଞ୍ଚା ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକୁ ଅଧିଗ୍ରହଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଏକ LCI ପ୍ଲାନ୍ ଆପୋକ୍ରୋମେଟ୍ 100x/1.4 ତେଲ DIC M27 ଲେନ୍ସ ବ୍ୟବହାର କରି କାର୍ଲ ଜେଇସ୍ LSM780 ELYRA PS.1 ସୁପର-ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ (କାର୍ଲ ଜେଇସ୍, ଓବରକୋଚେନ୍, ଜର୍ମାନୀ) ବ୍ୟବହାର କରି ଚିତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ସଂଗୃହିତ କରାଯାଇଥିଲା। ଫ୍ୟୁଜନ ଏବଂ ବିଭାଜନ ଘଟଣା, ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗଠନର ହାରାହାରି ସଂଖ୍ୟା ଏବଂ ପ୍ରତି କୋଷରେ ହାରାହାରି ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଆୟତନ ମାପିବା ପାଇଁ ପୂର୍ବରୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ ପାଇପଲାଇନ୍ ଏବଂ ImageJ ପ୍ଲଗଇନ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ImageJ ରେ ପ୍ରତିଛବିଗୁଡ଼ିକର ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା33। MEL ମାକ୍ରୋଗୁଡ଼ିକ GitHub ରେ ଉପଲବ୍ଧ (ଡାଟା ଉପଲବ୍ଧତା ବିବୃତ୍ତି ଦେଖନ୍ତୁ)।
ଚିକିତ୍ସା ପୂର୍ବରୁ 24 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ 0.3 × 106 କୋଷ/mL ଘନତାରେ ଛଅଟି କୂଅ ପ୍ଲେଟରେ SH-SY5Y କୋଷଗୁଡ଼ିକୁ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା। ସାମାନ୍ୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ Quick-RNA™ Miniprep ପ୍ରୋଟୋକଲ୍ (ZR R1055, Zymo Research) ବ୍ୟବହାର କରି RNA ବାହାର କରାଯାଇଥିଲା: ଅପସାରଣ ପୂର୍ବରୁ ପ୍ରତ୍ୟେକ କୂଅରେ 300 μl RNA lysis ବଫର ଯୋଡନ୍ତୁ ଏବଂ 30 μl DNase/RNase elution ସହିତ ଶେଷ ପଦକ୍ଷେପ ଭାବରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ନମୁନାକୁ lyse କରନ୍ତୁ। -ମୁକ୍ତ ଜଳ। ସମସ୍ତ ନମୁନାକୁ NanoDrop ND-1000 UV-Vis Spectrophotometer ବ୍ୟବହାର କରି ପରିମାଣ ଏବଂ ଗୁଣବତ୍ତା ପାଇଁ ଯାଞ୍ଚ କରାଯାଇଥିଲା। 200 μl RIPA lysis ବଫର ବ୍ୟବହାର କରି କୋଷ lysates ରୁ ମୋଟ ପ୍ରୋଟିନ୍ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ ବ୍ରାଡଫୋର୍ଡ ପ୍ରୋଟିନ୍ assay70 ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରୋଟିନ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ପରିମାଣ କରାଯାଇଥିଲା।
ନିର୍ମାତାଙ୍କ ନିର୍ଦ୍ଦେଶ ଅନୁଯାୟୀ କିଛି ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ Tetro™ cDNA ସିନ୍ଥେସିସ୍ କିଟ୍ (BIO-65043, ମେରିଡିଆନ୍ ବାୟୋସାଇନ୍ସ) ବ୍ୟବହାର କରି cDNA ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ମୋଟ RNA ର 0.7 ରୁ 1 μg ବ୍ୟବହାର କରି 20-μl ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ cDNA ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇଥିଲା। ପୂର୍ବରୁ ପ୍ରକାଶିତ ପେପର 42, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78 (ସାରଣୀ S1) ରୁ ପ୍ରାଇମରଗୁଡ଼ିକୁ ଚୟନ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ସମନ୍ୱିତ DNA ଟେକ୍ନୋଲୋଜିର ପ୍ରାଇମରକ୍ୱେଷ୍ଟ ଉପକରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ସହବର୍ତ୍ତୀ ପ୍ରୋବ୍ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ସମସ୍ତ ଆଗ୍ରହର ଜିନ୍ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟର B2M ଜିନ୍ କୁ ସାଧାରଣ କରାଯାଇଥିଲା। STOML2, NRF1, NFE2L2, TFAM, cMYC ଏବଂ OPA1 ର ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନ RT-qPCR ଦ୍ୱାରା ମାପ କରାଯାଇଥିଲା। ମାଷ୍ଟର ମିଶ୍ରଣରେ LUNA Taq ପଲିମରେଜ୍ (M3003L, New England Biolabs), 10 μM ଫରୱାର୍ଡ ଏବଂ ରିଭର୍ସ ପ୍ରାଇମର, cDNA, ଏବଂ PCR-ଗ୍ରେଡ୍ ପାଣି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ଥିଲା ଯାହା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ 10 μL ର ଅନ୍ତିମ ଆୟତନ ମିଳିପାରିବ। TaqMan ମଲ୍ଟିପ୍ଲେକ୍ସ ଆସେସ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଭାଜନ ଏବଂ ବିଭାଜନ ଜିନ୍ (DRP1, MFN1/2) ର ପ୍ରକାଶନ ମପାଯାଇଥିଲା। Luna Universal Probe qPCR ମାଷ୍ଟର ମିକ୍ସ (M3004S, New England Biolabs) କୁ ନିର୍ମାତାଙ୍କ ନିର୍ଦ୍ଦେଶ ଅନୁଯାୟୀ ସାମାନ୍ୟ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସହିତ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା। ମଲ୍ଟିପ୍ଲେକ୍ସ RT-qPCR ମାଷ୍ଟର ମିଶ୍ରଣରେ 1X LUNA Taq ପଲିମରେଜ୍, 10 μM ଫରୱାର୍ଡ ଏବଂ ରିଭର୍ସ ପ୍ରାଇମର, 10 μM ପ୍ରୋବ୍, cDNA, ଏବଂ PCR-ଗ୍ରେଡ୍ ପାଣି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯାହା ଫଳରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପାଇଁ 20 μL ର ଅନ୍ତିମ ଆୟତନ ମିଳିଥିଲା। RT-qPCR ରୋଟର-ଜିନ୍ Q 6-ପ୍ଲେକ୍ସ (QIAGEN RG—କ୍ରମିକ ସଂଖ୍ୟା: R0618110) ବ୍ୟବହାର କରି କରାଯାଇଥିଲା। ସାଇକେଲିଂ ଅବସ୍ଥା ଟେବୁଲ S1 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ସମସ୍ତ cDNA ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ତ୍ରିପ୍ରତିଲିପିରେ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଦଶଗୁଣ ଡାଇଲ୍ୟୁସନ୍ ସିରିଜ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ମାନକ କର୍ଭ ସୃଷ୍ଟି କରାଯାଇଥିଲା। ଡାଟା ପୁନଃଉତ୍ପାଦନଯୋଗ୍ୟତା 30,72 ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଚକ୍ର ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ମାନକ ବିଚ୍ୟୁତି (Ct) >0.5 ସହିତ ତ୍ରିପ୍ରତିଲିପି ନମୁନାରେ ବାହ୍ୟ ଅଂଶକୁ ବିଶ୍ଳେଷଣରୁ ବାହାର କରାଯାଇଥିଲା। ଆପେକ୍ଷିକ ଜିନ୍ ପ୍ରକାଶନକୁ 2-ΔΔCt79 ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା।
ପ୍ରୋଟିନ୍ ନମୁନା (60 μg) କୁ 2:1 ଅନୁପାତରେ Laemmli ଲୋଡିଂ ବଫର ସହିତ ମିଶ୍ରିତ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ 12% ରଙ୍ଗହୀନ ପ୍ରୋଟିନ୍ ଜେଲ୍ (Bio-Rad #1610184) ଉପରେ ଚାଲିଥିଲା। ପ୍ରୋଟିନ୍ଗୁଡ଼ିକୁ Trans-Blot Turbo ସିଷ୍ଟମ୍ (#170-4155, Bio-Rad) ବ୍ୟବହାର କରି PVDF (ପଲିଭିନାଇଲିଡିନ୍ ଫ୍ଲୋରାଇଡ୍) ମେମ୍ବ୍ରାନ୍ (#170-84156, Bio-Rad) କୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ କରାଯାଇଥିଲା। ମେମ୍ବ୍ରାନ୍ କୁ 48 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ପ୍ରାଥମିକ ଆଣ୍ଟିବଡି (OPA1, MFN1, MFN2, ଏବଂ DRP1) (1:1000 କୁ ତରଳାଇ) ସହିତ ଅବରୋଧ କରାଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଇନକ୍ୟୁବେଟେଡ୍ କରାଯାଇଥିଲା, ତା’ପରେ 1 ଘଣ୍ଟା ପାଇଁ ଦ୍ୱିତୀୟ ଆଣ୍ଟିବଡି (1:10,000) ସହିତ ଇନକ୍ୟୁବେଟେଡ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ତା’ପରେ କ୍ଲାରିଟି ୱେଷ୍ଟର୍ଣ୍ଣ ECL ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ (#170-5061, Bio-Rad) ବ୍ୟବହାର କରି ମେମ୍ବ୍ରାନ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ଚିତ୍ର ନିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଏକ Bio-Rad ChemiDoc MP ସିଷ୍ଟମ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ରେକର୍ଡ କରାଯାଇଥିଲା। ଇମେଜଲାବ୍ ସଂସ୍କରଣ 6.1 ପଶ୍ଚିମ ବ୍ଲଟ୍ ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା। ମୂଳ ଜେଲ୍ ଏବଂ ବ୍ଲଟ୍ ଚିତ୍ର S1 ରେ ଦେଖାଯାଇଛି। ଆଣ୍ଟିବଡି ସୂଚନା ସାରଣୀ S2 ରେ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଛି।
ଡାଟା ସେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ଅତି କମରେ ତିନୋଟି ସ୍ୱାଧୀନ ନମୁନାର ମଧ୍ୟମା (SEM)ର ମଧ୍ୟମା ଏବଂ ମାନକ ତ୍ରୁଟି ଭାବରେ ଉପସ୍ଥାପିତ କରାଯାଏ। ଗୌସିଆନ୍ ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ସମାନ ମାନକ ବିଚ୍ୟୁତିକୁ ଧରିବା ଏବଂ ବିଶ୍ଳେଷଣ ସହିତ ଆଗକୁ ବଢ଼ିବା ପୂର୍ବରୁ ଶାପିରୋ-ୱିଲ୍କ୍ସ ପରୀକ୍ଷା (ଯଦି ଅନ୍ୟଥା କୁହାଯାଇ ନ ଥାଏ) ବ୍ୟବହାର କରି ସାଧାରଣତା ପାଇଁ ଡାଟା ସେଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା। ଫିସରଙ୍କ MEL LSD (p < 0.05), ଏକ-ପାଖ ANOVA (ଚିକିତ୍ସା ବନାମ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ମଧ୍ୟମ), ଏବଂ ଡନେଟ୍‌ଙ୍କ ବହୁବିକ ତୁଳନାତ୍ମକ ପରୀକ୍ଷା ବ୍ୟବହାର କରି ତଥ୍ୟ ସେଟ୍‌ର ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ସହିତ ଗୁରୁତ୍ୱ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବା ପାଇଁ (p < 0.05)। ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ p ମୂଲ୍ୟଗୁଡ଼ିକ ଗ୍ରାଫରେ *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001 ଭାବରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ସମସ୍ତ ପରିସଂଖ୍ୟାନ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଏବଂ ଗ୍ରାଫ୍‌ଗୁଡ଼ିକୁ ଗ୍ରାଫ୍‌ପ୍ୟାଡ୍ ପ୍ରିଜମ୍ 9.4.0 ବ୍ୟବହାର କରି ସମ୍ପାଦିତ ଏବଂ ସୃଷ୍ଟି କରାଯାଇଥିଲା।
TEM ପ୍ରତିଛବି ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ Fiji/ImageJ ମାକ୍ରୋଗୁଡ଼ିକ GitHub ରେ ସାର୍ବଜନୀନ ଭାବରେ ଉପଲବ୍ଧ: https://github.com/caaja/TEMMitoMacro। Mitochondrial Event Locator (MEL) ମାକ୍ରୋ GitHub ରେ ସାର୍ବଜନୀନ ଭାବରେ ଉପଲବ୍ଧ: https://github.com/rensutheart/MEL-Fiji-Plugin।
ମେଲିଆନା ଏ., ଦେବୀ ଏନଏମ ଏବଂ ବିଜୟା ଏ. ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ: ମେଟାବୋଲିଜିମ୍, ହୋମିଓଷ୍ଟାସିସ୍, ଚାପ, ବାର୍ଦ୍ଧକ୍ୟ ଏବଂ ଏପିଜେନେଟିକ୍ସର ପ୍ରମୁଖ ନିୟାମକ। ଇଣ୍ଡୋନେସିଆନ୍। ଜୈବ ଚିକିତ୍ସା ବିଜ୍ଞାନ। ଜେ. ୧୩, ୨୨୧–୨୪୧ (୨୦୨୧)।
ବେନ୍-ଶାଚାର, ଡି. ସ୍କିଜୋଫ୍ରେନିଆରେ ବହୁମୁଖୀ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍, ଏକ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ରୋଗ ଲକ୍ଷ୍ୟ ଭାବରେ ଜଟିଳ I। ସ୍କିଜୋଫ୍ରେନିଆ। ସମ୍ବଳ। 187, 3-10 (2017)।
ବୋସ୍, ଏ. ଏବଂ ବିଲ୍, ପାର୍କିନ୍ସନ୍ସ ରୋଗରେ MF ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଡିସଫଙ୍କସନ୍। ଜେ. ନ୍ୟୁରୋକେମିଷ୍ଟ୍ରି। ୧୩୯, ୨୧୬–୨୩୧ (୨୦୧୬)।
ଶର୍ମା ଭିକେ, ସିଂହ ଟିଜି ଏବଂ ମେହେଟା ଭି। ଚାପଗ୍ରସ୍ତ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ: ଆଲଜାଇମର ରୋଗରେ ଆକ୍ରମଣର ଲକ୍ଷ୍ୟ। ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ 59, 48–57 (2021)।
ବେଲେଙ୍ଗୁଆର୍ ପି., ଡୁଆର୍ଟେ ଜେଏମଏନ, ଶୁକ୍ ପିଏଫ ଏବଂ ଫେରେରା ଜିକେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ ଏବଂ ମସ୍ତିଷ୍କ: ଜୈବଶକ୍ତି ଏବଂ ଅଧିକ। ନ୍ୟୁରୋଟକ୍ସିନ୍। ସମ୍ବଳ। 36, 219–238 (2019)।
ରଙ୍ଗାରାଜୁ, ଭି. ଏଟ୍ ଅନ୍ୟମାନେ ପ୍ଲାଇଓଟ୍ରୋପିକ୍ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆ: ନ୍ୟୁରୋନାଲ୍ ବିକାଶ ଏବଂ ରୋଗ ଉପରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆର ପ୍ରଭାବ। ଜେ. ନ୍ୟୁରୋସାଇନ୍ସ। 39, 8200–8208 (2019)।
କାର୍ଡାନୋ-ରାମୋସ୍, ସି. ଏବଂ ମୋରାଇସ୍, ଭିଏ ନ୍ୟୁରନ୍‌ରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ବାୟୋଜେନେସିସ୍: କିପରି ଏବଂ କେଉଁଠି। ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟତା। ଜେ. ମୋହର। ବିଜ୍ଞାନ। 22, 13059 (2021)।
ୟୁ, ଆର., ଲେଣ୍ଡାହଲ୍, ୟୁ., ନିଷ୍ଟର, ଏମ୍. ଏବଂ ଝାଓ, ଜେ. ସ୍ତନ୍ୟପାୟୀ ମାଇଟୋକୋଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିବିଧିର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ: ସୁଯୋଗ ଏବଂ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ। ଆଗ। ଅନ୍ତଃସ୍ରାବୀ। (ଲାଉସାନ୍) ୧୧, ୩୭୪ (୨୦୨୦)।
ଖାଚୋ, ଏମ୍. ଏବଂ ସ୍ଲାକ୍, ଆରଏସ୍. ନ୍ୟୁରୋଜେନେସିସ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣରେ ମାଇଟୋକଣ୍ଡ୍ରିଆଲ୍ ଗତିଶୀଳତା: ବିକାଶଶୀଳ ଠାରୁ ପ୍ରାପ୍ତବୟସ୍କ ମସ୍ତିଷ୍କ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ। ବିକାଶ। ଗତିଶୀଳ। 247, 47–53 (2018)।