Precision and accuracy of single-molecule FRET measurements - a multi-laboratory benchmark study

Single-molecule Förster resonance energy transfer (smFRET) is increasingly being used to determine distances, structures, and dynamics of biomolecules in vitro and in vivo. However, generalized protocols and FRET standards to ensure the reproducibility and accuracy of measurements of FRET efficiencies are currently lacking. Here we report the results of a comparative blind study in which 20 labs determined the FRET efficiencies (E) of several dye-labeled DNA duplexes. Using a unified, straightforward method, we obtained FRET efficiencies with s.d. between ±0.02 and ±0.05. We suggest experimental and computational procedures for converting FRET efficiencies into accurate distances, and discuss potential uncertainties in the experiment and the modeling. Our quantitative assessment of the reproducibility of intensity-based smFRET measurements and a unified correction procedure represents an important step toward the validation of distance networks, with the ultimate aim of achieving reliable structural models of biomolecular systems by smFRET-based hybrid methods

Populationsgenetische Parameter der Gewebemerkmale der deutschen Bevölkerung und ihre Anwendung bei der Suche nach nicht-verwandten Blutstammzellspendern

Zahlreiche Anwendungen, vor allem in der klinischen Medizin und den forensischen Wissenschaften, setzen eine genaue Kenntnis der HLA-Allel- und Haplotypfrequenzen voraus. Unter der Annahme eines Hardy-Weinberg-Gleichgewichtes können diese mittels eines Gene-Counting genannten Expectation-Maximisation-Algorithmus aus Stichproben geschätzt werden, in denen nur die Phänotypen der Probanden bekannt sind. Diese Arbeit vergleicht systematisch dieses mit anderen vorgeschlagenen Verfahren, belegt schlüssig seine Überlegenheit und liefert Beiträge zu seiner Verbesserung. Eine effiziente Implementierung, die Rohdaten unterschiedlicher Auflösung mit mehrdeutigen Merkmalsbezeichnern verarbeiten kann, wird mit Algorithmen zur Bereichsschätzung wie dem Bootstrapping kombiniert. Die Analyse der HLA-Genorte A, B und DR einer über 25.000 Probanden umfassenden Stichprobe der deutschen Bevölkerung wird mit den derzeit meist verwendeten Tabellenwerken aus den International Histocompatibility Workshops verglichen, die Diskrepanzen werden untersucht und die Bedeutung von Bereichsschätzungen für die Anwendungen wird herausgearbeitet. Es wird nachgewiesen, dass mit Hilfe der umfangreichen Frequenztabellen zuverlässige Prognosen für die individuelle Suche nach nicht-verwandten Blutstammzellspendern erstellt und damit Such- und Behandlungsstrategien auf einer soliden Basis festgelegt werden können. Weiter zeigt sich, dass die Versorgung der Patienten mit identischen Spendern einer Sättigungskinetik in Abhängigkeit von der Registergröße unterliegt und durch Erhöhung der Spenderzahlen nur mit mehr als exponentiell wachsenden Kosten pro versorgtem Patient weiter zu verbessern wäre. Damit liefert diese Arbeit wesentliche Grundlagen für Entscheidungen von erheblicher ökonomischer Bedeutung

Integrating biological HLA-DPB1 mismatch models to predict survival after unrelated hematopoietic cell transplantation

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