Free energy estimation of short DNA duplex hybridizations
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Estimation of DNA duplex hybridization free energy is widely used for predicting cross-hybridizations in DNA computing and microarray experiments. A number of software programs based on different methods and parametrizations are available for the theoretical estimation of duplex free energies. However, significant differences in free energy values are sometimes observed among estimations obtained with various methods, thus being difficult to decide what value is the accurate one. RESULTS: We present in this study a quantitative comparison of the similarities and differences among four published DNA/DNA duplex free energy calculation methods and an extended Nearest-Neighbour Model for perfect matches based on triplet interactions. The comparison was performed on a benchmark data set with 695 pairs of short oligos that we collected and manually curated from 29 publications. Sequence lengths range from 4 to 30 nucleotides and span a large GC-content percentage range. For perfect matches, we propose an extension of the Nearest-Neighbour Model that matches or exceeds the performance of the existing ones, both in terms of correlations and root mean squared errors. The proposed model was trained on experimental data with temperature, sodium and sequence concentration characteristics that span a wide range of values, thus conferring the model a higher power of generalization when used for free energy estimations of DNA duplexes under non-standard experimental conditions. CONCLUSIONS: Based on our preliminary results, we conclude that no statistically significant differences exist among free energy approximations obtained with 4 publicly available and widely used programs, when benchmarked against a collection of 695 pairs of short oligos collected and curated by the authors of this work based on 29 publications. The extended Nearest-Neighbour Model based on triplet interactions presented in this work is capable of performing accurate estimations of free energies for perfect match duplexes under both standard and non-standard experimental conditions and may serve as a baseline for further developments in this area of research.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».