Synthese modularer chemischer Schalter für die optische Mikro- und Nanoskopie

Die Fluoreszenzmikroskopie ist ein elementares Werkzeug zur Untersuchung molekularer Vorgange auf der Nanometerskala, das sich in den Lebenswissenschaften breit etabliert hat. Durch spektrale Separation können mehrere mit Fluoreszenzfarbstoffen markierte Proteine verfolgt und ihre Interaktionen untereinander sogar in lebenden Zellen aufgeklärt werden. Limitiert wird dies jedoch durch Beugungseffekte, die die Auflösung optischer Abbildungen auf etwa 200nm begrenzt, sowie durch chromatische Aberrationen, welche eine Korrelation verschiedener Strukturen bei Verwendung mehrerer Farbkanäle erschwert. Mit Hilfe molekularer Fluoreszenzschalter können beide Limitationen zugleich überwunden werden: durch chemisch induziertes Einzelmolekülblinken für die Lokalisationsmikroskopie (Chiron - Chemically Improved Resolution for Optical Nanoscopy) und chemisches Multiplexing (ChemPlexing) zur monochromatischen Abbildung mehrerer Strukturen. Als Vorarbeit wurden modulare chemische Schalter entwickelt, die basierend auf einem DNA-Doppelstrang einen Liganden in räumliche Nahe eines Farbstoffs bringen und durch Cu2+-Koordination reversibel in ihrer Emission geschaltet werden können. Die Fluoreszenzlöschung erfolgt dabei durch einen photoinduzierten Elektronentransfer. Durch Variation von Ligand und Farbstoff wurden neue Verbindungen mit höherer Affinität, geringerer Restfluoreszenz im gelöschten Zustand und einer höheren Photostabilität erhalten. In Lokalisationsexperimenten konnte das chemisch induzierte Blinken einzelner Moleküle ausgenutzt werden, um eine Auflösung von rund 90nm zu erreichen. Zudem wurde das chemische Multiplexing als Methode zur Abbildung mehrerer Strukturen in einem Farbkanal etabliert. Durch Kombination herkömmlicher Immunfluoreszenz mit chemischen Schaltern konnten so bis zu vier Strukturen in einer Probe in zwei spektralen Kanälen sequentiell abgebildet werden. Des Weiteren wurden die Grenzen der Methode ausgetestet und auch ihre Anwendbarkeit in der hochauflösenden STED-Mikroskopie demonstriert. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden darüber hinaus neue, auf den Aminosäuren Lysin und 3-Amino-Alanin basierende chemische Schalter mit Dipicolylamin als Ligand entwickelt. Um diese für eine breite Nutzung zugänglich zu machen wurden verschiedene Funktionalitäten (Propargyl-Gruppe, Biotin, (Methyl)-Tetrazin, Halogenalkan, Benzylguanin) verwendet. Am überzeugendsten zeigte sich dabei die Kombination aus Propyl-Atto565 und Biotin-Linker an Dipicolyl-Alanin mit einer Komplexbildungskonstante für Cu2+ von (3.03 +- 0.61) 10^7 L/mol und eine sehr niedrige Restfluoreszenz des gelöschten Zustands von (0.9 +- 0.1) %. In Lokalisationsexperimenten an markierten Mikrotubuli in NIH 3T3 Zellen konnte eine Auflösung von (89 +- 14) nm erreicht werden. Auch beim chemische Multiplexing, sowohl im konfokalen als auch im STED-Mikroskop, konnte eine Auflösung von etwa 90nm in beiden Kanälen demonstriert werden. Das eingeführte Halogenalkan-Derivat als Substrat für das enzymatische Halo-Tag lieferte ebenso gute Ergebnisse wie die Derivate mit Tetrazin- und Methyl-Tetrazin-Funktionalität zur Markierung mittels Kupfer-freier Click-Reaktion. Damit eröffnen sich für die chemischen Schalter vielfältige Methoden zur Markierung, die nun theoretisch auch in lebenden genetisch veränderten Zellen durchführbar sind

Assaying Out-Of-Distribution Generalization in Transfer Learning

Since out-of-distribution generalization is a generally ill-posed problem, various proxy targets (e.g., calibration, adversarial robustness, algorithmic corruptions, invariance across shifts) were studied across different research programs resulting in different recommendations. While sharing the same aspirational goal, these approaches have never been tested under the same experimental conditions on real data. In this paper, we take a unified view of previous work, highlighting message discrepancies that we address empirically, and providing recommendations on how to measure the robustness of a model and how to improve it. To this end, we collect 172 publicly available dataset pairs for training and out-of-distribution evaluation of accuracy, calibration error, adversarial attacks, environment invariance, and synthetic corruptions. We fine-tune over 31k networks, from nine different architectures in the many- and few-shot setting. Our findings confirm that in- and out-of-distribution accuracies tend to increase jointly, but show that their relation is largely dataset-dependent, and in general more nuanced and more complex than posited by previous, smaller scale studies

Object-Centric Multiple Object Tracking

Unsupervised object-centric learning methods allow the partitioning of scenes into entities without additional localization information and are excellent candidates for reducing the annotation burden of multiple-object tracking (MOT) pipelines. Unfortunately, they lack two key properties: objects are often split into parts and are not consistently tracked over time. In fact, state-of-the-art models achieve pixel-level accuracy and temporal consistency by relying on supervised object detection with additional ID labels for the association through time. This paper proposes a video object-centric model for MOT. It consists of an index-merge module that adapts the object-centric slots into detection outputs and an object memory module that builds complete object prototypes to handle occlusions. Benefited from object-centric learning, we only require sparse detection labels (0%-6.25%) for object localization and feature binding. Relying on our self-supervised Expectation-Maximization-inspired loss for object association, our approach requires no ID labels. Our experiments significantly narrow the gap between the existing object-centric model and the fully supervised state-of-the-art and outperform several unsupervised trackers.Comment: ICCV 2023 camera-ready versio

Large expert-curated database for benchmarking document similarity detection in biomedical literature search

Document recommendation systems for locating relevant literature have mostly relied on methods developed a decade ago. This is largely due to the lack of a large offline gold-standard benchmark of relevant documents that cover a variety of research fields such that newly developed literature search techniques can be compared, improved and translated into practice. To overcome this bottleneck, we have established the RElevant LIterature SearcH consortium consisting of more than 1500 scientists from 84 countries, who have collectively annotated the relevance of over 180 000 PubMed-listed articles with regard to their respective seed (input) article/s. The majority of annotations were contributed by highly experienced, original authors of the seed articles. The collected data cover 76% of all unique PubMed Medical Subject Headings descriptors. No systematic biases were observed across different experience levels, research fields or time spent on annotations. More importantly, annotations of the same document pairs contributed by different scientists were highly concordant. We further show that the three representative baseline methods used to generate recommended articles for evaluation (Okapi Best Matching 25, Term Frequency-Inverse Document Frequency and PubMed Related Articles) had similar overall performances. Additionally, we found that these methods each tend to produce distinct collections of recommended articles, suggesting that a hybrid method may be required to completely capture all relevant articles. The established database server located at https://relishdb.ict.griffith.edu.au is freely available for the downloading of annotation data and the blind testing of new methods. We expect that this benchmark will be useful for stimulating the development of new powerful techniques for title and title/abstract-based search engines for relevant articles in biomedical research.Peer reviewe

Synthesis and structure of chemically switchable fluorescent probes on the basis of amino acids

The present invention relates to a compound, comprising at least one chelate-forming group, at least one linker and at least one fluorophore, and to methods for increasing the resolution in the field of fluorescence microscopy for multiplexing in the field of fluorescence microscopy and for the quantitative detection of metal ions by the use of said compound

Synthesis and structure of chemically switchable fluorescent probes on the basis of amino acids

The present invention relates to a compound, comprising at least one chelate-forming group, at least one linker and at least one fluorophore, and to methods for increasing the resolution in the field of fluorescence microscopy for multiplexing in the field of fluorescence microscopy and for the quantitative detection of metal ions by the use of said compound

Civitas Meretrix: palabra y mercado en la Lozana Andaluza

No es propósito de este trabajo efectuar una revisión de los avatares de la accidentada historia de la recepción crítica de La Lozana andaluza. Sin embargo, es sabido que La Lozana andaluza atraviesa hoy día un nuevo período de revalorización en el campo de los estudios literarios del Renacimiento español y este hecho hay que tenerlo en cuenta en un preciso sentido. Decir que una obra está siendo revalorizada se puede entender de dos maneras. En primer lugar, al modo usual, o sea, relacionando este hecho con los vaivenes del juicio estético y sus instituciones autorizadas, que se encargan de evaluar una noción tan resbaladiza como los méritos de un producto artístico. Pero Equé significa también «revalorizar» una obra literaria? Esto nos lleva a la segunda manera de enfo- car la cuestión