能够观察微生物及其细胞成分是了解细胞内部基本过程的关键，从而有可能开发新的医学治疗方法。波恩大学和瓦赫宁根大学研究中心的微生物学家和生物物理学家现已开发出一种方法，可以使观察分子的高通量过程加快五倍，从而能够深入了解迄今为止未知的细胞功能。
如果我们的皮肤长时间暴露在紫外线(例如太阳光)下，可能会导致 DNA 突变，从而可能导致癌症。然而，人体有可以部署的防御机制。波恩大学微生物学和生物技术研究所的科恩·马滕斯 (Koen Martens) 解释说：“DNA 损伤会激活分子，快速修复它，最好是在细胞分裂和损伤扩散之前。” 然而，没有人确切知道这种细胞修复功能的运作速度有多快，马滕斯现在想弄清楚这一点。
然而，说起来容易做起来难，因为迄今为止使用的方法还不足以准确跟踪单个分子。“单粒子追踪涉及用荧光灯标记分子，使其成为一种灯泡，”科恩·马滕斯解释道。“然后，我们使用高分辨率显微镜每秒拍摄数百张照片。我们的“灯泡”照亮了细胞黑暗中的分子，使我们能够观察它并跟踪它随时间的运动。这使我们能够测量它的扩散以及它如何与其他细胞成分相互作用。” 通过观察分子之间的间隙以及单个分子从一张照片到另一张照片的行进距离，研究人员可以判断粒子是否在细胞内自由移动或与其他分子相互作用。就 DNA 修复而言，这表明酶何时执行修复工作(即当它们与 DNA 相互作用时)以及何时“空闲”(即在细胞内自由扩散)。
然而，该方法确实有一个缺点：“很难同时追踪多个分子，”马滕斯解释道。“当它们的路径交叉或距离太近时，实际上就会使两个灯泡合并。那么就不可能识别他们的行动。” 因此，到目前为止，微生物学家不得不一个接一个地研究分子，这一过程非常耗时，而且冗长，无法观察 DNA 修复分子“发挥作用”。事实上，单粒子跟踪目前比修复过程本身花费的时间更长。
为了解决这个问题，Koen Martens 创建了一款软件来加速高吞吐量过程。TARDIS(“相对距离的时间分析”的缩写)对位置之间的距离(即单张照片中分子的位置)进行全面分析，并增加时间滞后。它不再像以前那样关注单个点，而是着眼于细胞内的整个运动序列，从而同时检查所有分子。“TARDIS 使测量过程速度至少提高了五倍，而且不会丢失任何信息，”Martens 高兴地说。
这意味着他现在可以将注意力集中在研究项目的剩余部分，使用 TARDIS 更详细地研究 DNA 修复过程。“我特别感兴趣的是研究修复某些类型的损伤有多容易或困难，以及特定剂量的紫外线辐射或化学物质对 DNA 的损伤有多严重。”
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