تقع الميتوكوندريا الخلوية في مركز جميع الحالات الفسيولوجية ، والفهم الشامل لتوازنها (الميتوستاسيس) وسلوكها أمر بالغ الأهمية للمساعدة في تحديد العلاج الدوائي لمجموعة واسعة من الأمراض ، بما في ذلك السرطان ومرض الزهايمر ^1,2.

تلعب الميتوكوندريا أدوارا خلوية حاسمة في توازن الطاقة ، وتوليد ATP ، وتخزين الكالسيوم المؤقت ، وتنظيم أنواع الأكسجين التفاعلية ، والميتوكستاس ضروري للحفاظ على توازن البروتين لأن المرافقين الجزيئيين يعتمدون على الطاقة³. ويتطلب ذلك تعديلا ثابتا وديناميا للشبكة وتكيفا لتلبية الاحتياجات الخلوية بكفاءة، وينظم نقل الميتوكوندريا مسارات إشارات مختلفة؛ وقد وصف العمل السابق أحد هذه المسارات ، وهو مستقبلات حمض الريتينويك (RARs)^4,5. حمض الريتينويك (RA) يعزز نمو المحور العصبي والعصبي عن طريق تنشيط RAR. في الخلايا العصبية القشرية الأولية للفأر ، يشجع تنشيط RAR-β نمو الميتوكوندريا وسرعتها وحركتها في الخلايا العصبية⁶.

بالنظر إلى قدرة شبكة الميتوكوندريا على التكيف وديناميكياتها ، فإن إمكانية تقييم الانقسام في “الوقت الفعلي” ضرورية ليس فقط للتحقيق في توازن الطاقة ، ولكن أيضا للبروتين أو الصحة الخلوية أو الانتشار أو الإشارات. تعتمد الطريقة الشائعة الاستخدام لتقييم الانقسام على الفحص المجهري متحد البؤر بعد تسليط الضوء على الميتوكوندريا باستخدام صبغة أو علامة فلورية ، بالإضافة إلى إعداد مجهري محدد يسمح بدرجة الحرارة و / أو تنظيم CO₂ ⁷. يستلزم هذا النوع من الإعداد التجريبي إجراء نسخة تجريبية واحدة في كل مرة. بالإضافة إلى التكرار التجريبي للمعالجات المختلفة ، يجب مراعاة أن معظم التجارب يجب أن يكون لها تكراراتها التقنية (حيث يتم تصوير أكثر من موضع واحد لكل لوحة) ، مع تسجيل سلسلة من المستويات البؤرية (z-stacks) في سلسلة من النقاط الزمنية. وبالتالي ، فإن التصميم التجريبي مع ثلاثة تكرارات لعنصر تحكم واحد ومعالجتين ، مع خمسة أوضاع تصوير لكل لوحة ، و 15 نقطة زمنية ، ينتج عنه 225 مكدسا لتتم معالجتها. كلاسيكيا ، تم تحليل مقاطع الفيديو الخاصة بالميتوكوندريا الحية عن طريق رسم أجهزة القياس الكمي ، والتي سيتم تحليلها بشكل فردي⁸ ، في عملية تستغرق وقتا طويلا وتتطلب إدخالا يدويا مكثفا ، حتى عند الاعتماد على أدوات الكمبيوتر.

تم^{وصف خوارزمية} 9 مؤخرا تسمح بالتجزئة الآلية وتتبع الميتوكوندريا في ملفات الفاصل الزمني 2-D و 3-D للخلايا الحية. تتوفر تقنيات القياس الكمي الأخرى ، ولكل منها حدودها¹⁰. يعد Mitometer ، وهو تطبيق آلي مفتوح المصدر ، مناسبا بشكل خاص لتحليل ديناميكيات الفاصل الزمني والميتوكوندريا ، مما يتطلب مدخلات منخفضة من المستخدم. يتمتع هذا التطبيق بسلسلة من المزايا مقارنة بالأدوات الأخرى القائمة على MATLAB ، وهي السماح بالمعالجة التلقائية لمكدسات TIF الفردية ، باستخدام ما يصل إلى 13 معلمة مختلفة ، مثيرة للاهتمام بشكل خاص لعلوم الأعصاب ، لأنها تميز بين الميتوكوندريا المحيطة بالنواة وعن بعد.

ومع ذلك ، بالنسبة لتجربة مثل الموضحة أعلاه ، فإن هذه المعلمات ال 13 المطبقة على 225 مكدسا ينتج عنها 2925 ملف إخراج فردي. تتطلب هذه أربعة مدخلات كمبيوتر فردية ، والتي يصل مجموعها إلى أكثر من 10000 إدخال يدوي مطلوب لتنزيل جميع ملفات الإخراج. بالنسبة للتصميمات التجريبية الكبيرة ، ينتج عن ذلك تحليل مستهلك للوقت للغاية لكل ملف وتكامل البيانات. نقدم هنا تحسينا روتينيا يسمح بتحليل سريع للملفات ، مما يقلل بشكل كبير من قراءة المستندات ومعالجة البيانات ، وتحليل البيانات بطريقة محددة ، بما يتفق مع المخرجات من الأدوات الحالية.