Аннотация: Homologous recombination is an important factor of the evolution of bacteria. Uptake of DNA segments from donor cells provides a wide distribution of benefficial mutations among strains. Also, natural constrains on re- combination between distant sequences shape the population structure of bacterial species. With the increasing number of completely sequenced genomes, it is possible to study intraspeciffic homologous recombination and its properties. In this paper we introduce a new method for the detection of recombination events. To demonstrate consistency of the proposed approach we applyed it to two data sets: multiple simulated data and 15 strains from E. coli phylogroup A.

Аннотация: Transcriptional organization of bacteria and its regulation is an important issue for modern microbilogy. High-throughput dRNA-sequencing techniques developed recently tremendously aid elucidating this complex issues. We have developed a pipeline which allows detection and annotation of transcription start sites (TSS), determination of promoter motifs preceding the TSSes.Software developed was tested on dRNA-seq data of Bradyrhizobium japonicum and Rhodobacter Sphaeroides belonging to the alpha-proteobacteria class.

Аннотация: В данной работе был проведен анализ массовых транскриптомных данных 115 инбредных линий D.melanogaster с известными генотипами.

Аннотация: Here we provide the results of differential expression analysis for five different types of stress conditions in Fagopyrum tataricum. These types include cold shock, heat shock, reduced illumination, excessive illumination, wounding. Our analysis was performed using two popular approaches simultaneously: comparing raw read counts and comparing normalized read counts (FPKMs). Resulting gene sets are enriched with biologically relevant GO categories.

Аннотация: Epistatic interactions between amino acid sites shape the local fitness landscapes, affecting the site-specific probabilities of fixations of different amino acids. Comparisons of prevalences of amino acids at individual sites with site-specific dn/ds values suggest that the vast majority of amino acid fixations that occur at a given instant would be deleterious at another instant (Breen et al. 2012). However, this analysis can be confounded by the differences in fitness between different fixed variants (McCandlish et al. 2013). Indeed, a slightly deleterious allele can remain fixed for a while, inflating the number of amino acids observed at a site, but not increasing the dn/ds value significantly. This effect can be particularly pronounced in huge datasets, in which even rare slightly deleterious mutations are likely to be observed. The data on instantaneous selection coefficients associated with allele replacements is implicit in phylogenies. Here, we reconstruct the phylogeny of 8,000 cytochrome B proteins from 8,000 metazoan species, and use this data to obtain high-resolution site-specific distributions of survival times of all the amino acids observed at a site. An average amino acid site is occupied by ~10 amino acids at different species, consistent with the previous estimates (Breen et al. 2012). However, the sums of branch lengths occupied by individual amino acids differed greatly, with most of the amino acids occurring only at small near-terminal clades. In other words, the molecular clock is strongly overdispersed, consistent with selection disfavoring rare amino acids; and much of the incongruence between site-specific amino acid prevalences and dn/ds values can be explained without invoking epistasis. Still, the data cannot be fully explained under the assumption of invariant fitness landscape, and thus some changes between relative site-specific fitnessed of different amino acids, probably associated with epistasis, occur.

Аннотация: Учёные-геологи извлекли образцы бактерий из отложений в зоне вечной мерзлоты (Мамонтова гора в долине реки Алдан в центральной Якутии). Возраст образования отложений составляет 3.5 млн. лет. Геномы бактерий были отсеквенированы в лаборатории эволюционной геномики. Бактерии были типированы по 16S рРНК как представители bacillus cereus и bacillus pumilus. Были построены филогенетические деревья как по 16S РНК, так и по полным геномам. Можно ли определить возраст бактерий по этим данным? Согласно длине ветвей на филогенетическом дереве и расположению ветвей относительно ближайших родственников, данные образцы являются современными бактериями.

Аннотация: Анализируя возможности сетевых протоколов по передаче видеопотоков в режиме реального времени, многие исследователи столкнулись с проблемой оценки качества видеоизображения, для чего широко используются метрики MSE и PSNR. Однако, эти метрики не учитывают случающиеся время от времени потери пакетов при передаче видепотока через беспроводную сеть и не могут быть применены в случае, когда в полученном видеофрагменте часть кадров потеряна целиком. Чтобы адаптировать метрики качества видеоизображения к такому сценарию, разработаны различные методы выравнивания кадров в двух видеофрагментах. Оценка схожести каждого кадра в полученном видеофрагменте с рядом кадров из оригинального фрагмента для определения соответствия между ними требует значительного времени, что ограничивает применимость этих методов. В данной работе предлагается новый метод выравнивания кадров, позволяющий существенным образом ускорить процедуру оценки качества видеоизображения, полученного при передаче через беспроводную сеть.

Аннотация: Получены две верхние оценки минимального кодового расстояния для квазициклических кодов с малой плотностью проверок (КЦ МПП-кодов) 1-го типа. Сформулировано необходимое условие для того, чтобы минимальное кодовое расстояние таких кодов росло линейно с длиной кода. Описана процедура оценки минимального кодового расстояния для конкретного КЦ МПП-кода.

Аннотация: Одной из характерных особенностей, отличающих род Shigella от Escherichia coli, является большое число IS элементов. Возможное объяснение этого факта заключается в том, что таким образом шигеллы получили возможность быстро приспособиться к патогенному образу жизни. Несмотря на независимое происхождение разных видов шигелл от E. coli через получение вирулентной плазмиды pINV, преобладающие семейства IS элементов у них одни и те же. В данной работе проверяется гипотеза о том, что рост числа IS элементов связан с уменьшением силы отбора. Также рассматривается альтернативная гипотеза, что рост числа IS элементов связан с нарушением регуляции их активности. В частности, исследуется возможность занесенения IS элементов с нарушенной регуляцией на вирулентной плазмиде.

Аннотация: Альтернативный сплайсинг — процесс, позволяющий одному гену производить несколько мРНК и, следовательно, белков — широко распространён в высших эукариотах и показан для 96% генов человека. Известно, что альтернативный сплайсинг играет роль в межвидовых отличиях, клеточной дифференциации и развитии патологий. В данной работе мы секвенировали полиА-РНК из 174 образцов коры головного мозга из более чем 100 особей трех видов (человека, шимпанзе и макаки) различных возрастов (от новорожденных до стариков). Полученные нами данные позволили нам впервые провести полногеномный анализ возрастных изменений альтернативного сплайсинга в нескольких видах. Мы показали, что 23% генов меняют сплайсинг с возрастом. В то время как регуляция белок-кодирующих экзонов консервативна между человеком и макакой, частота удержания интронов меняется с возрастом человек-специфично.

Аннотация: В работе рассматривается задача определения координат неподвижных источников излучения по косвенным угловым наблюдениям. Она является ключевой в задаче множественной фильтрации и построении оптимальной траектории БЛА.

Аннотация: Нарушения метилирования ассоциированы с широким спектром патологии, и наиболее выражены в клетках злокачественных опухолей, начиная с самых ранних этапов онкогенеза. Существующие способы использования ВПС для анализа дифференциального метилирования ДНК доступны крайне ограниченному количеству исследовательских групп и не позволяют проводить тестирование значительных по объёму выборок образцов биологического материала. Кроме того, получаемые данные перегружены информацией о состоянии метилирования локусов генома, имеющих незначительный маркерный потенциал. В настоящее время актуальной является задача разработки экономичного, и, в то же время, эффективного метода скрининга дифференциального метилирования ДНК с использованием ВПС. Для оптимизации метода анализа метилирования бисульфитного секвенирования выборок локусов мы разработали компьютерную программу — ReMark, которая позволяет оценивать принадлежность сайтов узнавания эндонуклеаз рестрикции интересующим последовательностям. В результате проведённого анализа с использованием ReMark был выбран фермент, который позволяет сформировать библиотеку фрагментов генома человека с максимальным содержанием CpG-островков.

Аннотация: The genetic basis of repeated adaptation to freshwater habitat in threespine stickleback Gasterosteus aculeatus remains a challenge. Here, we use next-generation sequencing to explore this process on a genome-wide scale. We compared the gene pools of two marine samples of G. aculeatus from the White Sea with the samples from two old freshwater lakes near sea shores. We observed 5,687 "marker" SNPs at which the marine and the freshwater populations were substantially different, and designated the corresponding alleles as marine and freshwater, respectively. The genome of G. aculeatus contained 20 regions where the density of such SNPs was markedly elevated. Next, we studied the allelic composition of two freshwater populations of G. aculeatus that were artificially started in 1978 from equal numbers of marine and freshwater individuals and two freshwater populations of the modern origin. In most of the clusters of marker SNPs, we observe a shift of frequencies of freshwater alleles from 0.5 to 0.57 and 0.78 in two artificial populations and from ~0.1 to 0.37 and 0.63 in two natural populations.

Аннотация: Пластида — необходимая для фотосинтеза органелла растений и водорослей, имеющая эндосимбиотическое происхождение. В процессе эволюции эндосимбионт подвергся сильной редукции, и большая часть генов его генома утратилась или перешла в геном хозяина. В настоящей работе проведено исследование генов пластидного происхождения в ядерных геномах фотосинтетиков из разных филогенетических групп.

Аннотация: При сравнении пар паралогов, локализующихся в одной аутосоме, с парами паралогов, локализующимися в разных аутосомах было обнаружено, что паралоги, находящиеся в одной аутосоме, в меньшей степени подвержены отрицательному отбору. Этот результат позволяет рассматривать сцепление паралогов в качестве важного фактора, определяющего эволюцию дуплицированных генов.

Аннотация: Genomes of Methanosarcina spp. are the largest among archaea. One suggested reason for that is massive horizontal gene transfer (HGT) from bacteria. Genes of bacterial origin may be involved in the central metabolism and solute transport, in particular sugar synthesis, sulfur metabolism, phosphate metabolism, DNA repair, transport of small molecules etc. Horizontally transferred (HT) genes are considered to play the key role in the ability of Methanosarcina spp. to inhabit different environments. By the moment, genomes of three Methanosarcina spp. have been sequenced, and while these genomes vary in length and number of protein-coding genes, they all have been shown to accumulate HT genes. However, previous estimates were made when fewer archaeal genomes were known. Moreover, several Methanosarcinaceae genomes from other genera were recently sequenced. Here, we revise the census of genes of bacterial origin in Methanosarcinaceae. About 5% of Methanosarcina genes were shown to be horizontally transferred from various bacterial groups, this fraction being considerably lower than suggested earlier. Simulation of the composition of the NCBI protein non-redundant database for different years demonstrates that the estimates of the HGT rate have decreased drastically since 2002, the year of publication of the first Methanosarcina genome. The phylogenetic distribution of HT gene donors is non-uniform. Most HT genes were transferred from Firmicutes and Proteobacteria, while no HGT events from Actinobacteria to the common ancestor of Methanosarcinaceae were found. Functionally, transporters are transferred more frequently than enzymes. Horizontal transfer of transcription factors is not common, while 48% of horizontally transferred genes have demonstrated differential expression in a variety of conditions. HGT of complete operons is relatively infrequent and half of HT genes do not belong to operons.

Аннотация: В работе предлагается асимптотический критерий оптимальности дизайна для вычисления индексов чувствительности в случае квадратичной модели данных и процедура построения адаптивного дизайна эксперимента на основе этого критерия. Проводится сравнение предложенного адаптивного дизайна с другими дизайнами эксперимента.

Аннотация: Целью работы является классификация мотивов сайтов связывания сигма факторов РНК полимеразы у Clostridium difficile 630 на основании экспериментальных данных о положении точек старта транскрипции и данных об изменении уровня экспрессии генов в бактериях, с поврежденным геном конкретного сигма фактора.

Аннотация: В статье описывается гибридная модификация нейронной нечёткой продукционной сети Ванга-Менделя с несколькими выходами, используемая для решения задачи классификации потока сообщений в промышленной программной системе. Описан алгоритм обучения данной сети и исследована эффективность работы первого модуля гибридной сети для решения задачи кластеризации потока входных сообщений.

Аннотация: Проводилась классификация большого числа текстов судебных решений арбитражных судов РФ по тематикам. Тематики были заранее известны, а обучающую и тестовую выборки составляли эксперты-юристы. Обсуждаются результаты классификации в зависимости от тематической окрашенности текстов, а также от размеров выборки и размерности пространства.

Аннотация: В работе предложен алгоритм построения проверочных матриц регулярных кодов с малой плотностью проверок на четность, основанных на матрицах перестановок и системах троек Штейнера S(v,3,2) для v=2^m-1. Для полученных кодовых конструкций приведены оценки на скорость, минимальное кодовое расстояние, а так же на минимальную длину цикла в проверочной матрице. Представлены результаты моделирования предложенных кодовых конструкций для итеративного алгоритма декодирования "распространения доверия" (Sum-Product) при передаче кодового слова с помощью двоичной фазовой манипуляции по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.

Аннотация: Mutation rates are context dependent: adjacent nucleotides may influence the probability of mutations in a genomic position. There is a remarkable difference between the context dependent mutagenesis of humans and drosophila. For example, C>T mutations are overrepresented in the CG context in humans (and other vertebrates), but not in Drosophila melanogaster. Recently several other hypermutable motifs were identified in humans: an increased frequency of T>C mutations in the second position of the words ATTG and ATAG, and an increased frequency of A>C mutations in the first position of the word ACAA. Such differences in the observed regularities of mutagenesis between representatives of different taxa might reflect differences in mutational mechanisms. We performed a systematical comparison of mutation regularities within 2-4bp contexts in humans and drosophila and found that the mentioned above hypermutable contexts in humans are not hypermutable in fruit flies. Hypermutable mutation contexts specific to drosophila were also identified.

Аннотация: Проводится исследование корректирующих свойств сверточных кодов с (частично) единичной памятью, построенных на основе блоковых кодов с малой плотностью проверок,при декодировании итеративным алгоритмом "распространения доверия".

Аннотация: Среди прочих в семейство бактериальных транскрипционных факторов MerR входят белки, активирующие транскрипцию генов устойчивости к тяжелым металлам: меди, ртути, свинцу, кадмию, цинку, золоту. Некоторые из них (MerR, HmrR, CueR, ZntR, CadR, PbrR, GolS) ранее были изучены экспериментально в ряде бактерий. Эти белки и их гомологи образуют единую группу в семействе MerR. Их сайты связывания также сходны между собой. В данной работе идентифицированы транскрипционные факторы подсемейств устойчивости к тяжелым металлам, найдены их сайты связывания. Проведен анализ корреляций замен в последовательностях ДНК-связывающих WHTH-доменах этих белков и их сайтах связывания. Он показал, что аминокислотные остатки, подверженные наиболее коррелированным заменам, расположены в альфа2-спирали исследованных транскрипционных факторов. Она проникает в большую бороздку ДНК и отвечает за специфичность связывания.

Аннотация: The classical Bernstein-svon Mises (BvM) result is reconsidered infinite sample non-asymptotic setup. The main results describe the so called critical dimension of the parametric space for which the BvM statement is still applicable given the sample size n. The main attention is paid to notion of critical dimension which determines maximum allowed problem dimension p given sample size n. It is shown that the condition p^3/n is small" is sufficient for BvM result to be valid under general assumptions on the model. We also provide an example of a model with the phase transition effect: the statement of the BvM theorem fails when the dimension p approaches n^(1/3).

Аннотация: В настоящей работе исследуется качество решения дискретных экстремальных задач методами полуопределенного программирования. Предпринята попытка улучшить известные границы качества приближения дискретного решения с использованием тригонометрической формы записи дискретных экстремальных задач, предложенного Ю.Е. Нестеровым. Основной акцент сделан на исследовании задачи квадратичного программирования.

Аннотация: Работа посвящена исследованию метода условных случайных полей (Conditional Random Fields — CRF) на русскоязычных текстах. В частности, продемонстрированы результаты использования CRF в задачах распознавания именованных сущностей, определения частей речи и сентимент-анализа сообщений относительно объекта тональности. Результаты CRF сравниваются с результатами, полученными другими методами.

Аннотация: Виды рода Streptomyces — это грамположительные нитчатые бактерии, которые производят множество вторичных метаболитов, в том числе антибиотиков. Эти бактерии продуцируют более двух третей всех клинически важных антибиотиков и потому вызывают высокий фармакологический и индустриальный интерес. Филогенетический анализ двух штаммов из рода Streptomyces, выделенных из разных губок, показал их близость (99,9% идентичности генов 16S рРНК). Секвенирование, аннотация и анализ геномов этих штаммов показали, что у них был общий почвенный предок с Streptomyces albus J1074. Несмотря на высокое сходство генов «домашнего хозяйства» в изучаемых штаммах и S. albus, некоторые гены биосинтеза вторичного метаболизма могут сохраняться в одном и отсутствовать в другом штамме, подтверждая гипотезу о различных путях эволюции этих Streptomyces. Наши исследования проясняют эволюцию изучаемых стрептомицет, в том числе при переходе от почвенного образа жизни к морскому.

Аннотация: В данной работе изучается проблема многоадресной маршрутизации с ограничением на долю потерянных пакетов задержку в сетях с множеством методов передачи на канальном уровне. Проводится анализ классического алгоритма многоадресной маршрутизации в контексте выполнения ограничений на задержку для конечных получателей, а также предлагаются модификации к алгоритму, значительно увеличивающие его эффективность.

Аннотация: In this paper, we introduce a principally new method for modelling the dependence structure between two L{\'e}vy processes. The proposed method is based on some special properties of the time-changed L{\'e}vy processes and can be viewed as an reasonable alternative to the copula approach.

Аннотация: Предлагается новый способ моделирования конформационных движений белковых молекул, основанный на принципе переноса массы и приближенном (coarse-grained) представлении белка. В отличие от методов молекулярной динамики, рассмотренный метод предназначен для моделирования движений, которые происходят на сравнительно протяженных (порядка миллисекунд) временных интервалах. Предложена математическая модель движения белка, поставлена задача получения конформационного движения и дан алгоритм ее решения. Приводятся результаты численных экспериментов, показывающие адекватность предложенной модели.

Аннотация: Представлен новый вариант технического исполнения очков для снятия зрительного утомления, прототипом которых является прибор «Радуга — 3Л», разработанный в ИППИ РАН. Новый прибор отличается компактностью исполнения, удобством эксплуатации и наличием новых встроенных функций. В основу действия прибора положен метод импульсной фотостимуляции для восстановления зрительных функций. Рассмотрены показания к применению и рекомендации к использованию. Даны технические характеристики устройства.

Аннотация: В работе рассматривается передача видеопотоков реального времени по сети Wi-Fi в присутствии кратковременных отказов канала. Отказы канала могут очень сильно ухудшать качество принимаемого видеопотока на всех получателях, даже если отказ канала случился только для одного из получателей. Для того чтобы минимизировать потерю качества принятого видеопотока, в данной работе предлагается обобщить p-настойчивую политику обслуживания очереди на случай видеопотоков, значительно различающихся по своим свойствам.

Аннотация:

Аннотация: Подавляющее большинство сайтов содержат инвариантные нуклеотиды (AG в акцепторных сайтах и GT — в донорных). Наличие динуклеотидов является необходимым условием того, чтобы сплайсинг корректно прошел. Мы рассматриваем ситуации появления новых динуклеотидов на линии человека. В большинстве случаев эти ситуации можно трактовать, как появление новых сайтов сплайсинга. После рождения динуклеотида, другие нуклеотиды, входящие в сайт сплайсинга подвергаются действию движущего (положительного) отбора, направленного на увеличение числа консенсусных букв в сайте.

Аннотация: В работе рассматриваются методы построения многокомпонентных кодов, используемых в случайном сетевом кодировании. Построение многокомпонентных кодов максимальной мощности является нерешенной задачей и существующие методы, в частности использование комбинаторных блок-схем, не являются оптимальными. В работе предложены альтернативные методы, позволяющие получить большее разнообразие построенных многокомпонентных кодов, и потенциально способные обеспечить увеличение мощности кодов по сравнению с существующими конструкциями.

Аннотация: Analysis of Crenarchaeota transcription factors allowed us to reconstruct two regulons of autotrophic carbon dioxide fixation in Sulfolobales and Thermoproteales orders. Besides of genes encoded enzymes of carbon dioxide fixation cycles, both regulons include large fraction of central carbon metabolism genes. Secondly we started reconsruction of regulons controlled by DtxR family transcription factors in 11 archaeal groups.

Аннотация: В работе рассматривается рандомизированный способ, базирующийся на идее Markov chain Monte Carlo, поиска вектора PageRank, т.е. решения системы p^{T}=p^{T}*P, со стохастической матрицей P размера n \times n (решение ищется в классе распределения вероятностей), где n ~ 10^{7} -10^{9}, т.о. исключается возможность "честного" умножения матрицы на столбец, если рассматривать не разреженные объекты. Этот подход эффективен в случае "быстрого" выхода итерационного процесса на стационар, и учитывает также другую специфику матрицы — равенство отличных от нуля вне диагональных элементов матрицы по строчкам (это используется при организации случайного блуждания по графу с матрицей P).

Аннотация: В работе описан рандомизированный способ поиска вектора PageRank, т.е. решения системы, со стохастической матрицей P размера n \times n, где n ~ 10^{7} -10^{9}, т.о. исключается возможность "честного" умножения матрицы P на столбец, если рассматривать не разреженные объекты. В основе предложенного способа идея — свести поиск вектора к решению задачи негладкой выпуклой оптимизации. Возникшая задача с помощью небольшой модификации алгоритма Григориадиса-Хачияна (1995) решается, например, с таким же оценками сложности, что и предложенный Назиным-Поляком (2011) для поиска PageRank рандомизированный вариант метода зеркального спуска А.С. Немировского, но для разреженных матриц предложенный в этой работе метод показывает заметно лучшие результаты.

Аннотация: В работе предлагается конструкция двоичного кода с обобщённой локализацией ошибок, где в качестве внешних кодов используются коды с малой плотностью проверок, основанные на системах троек Штейнера. Описываются алгоритмы кодирование и декодирования предложенной конструкции.

Аннотация: В лаборатории эволюционной геномики для обработки данных и проведения расчетов используется кластерная вычислительная система. За полтора года её работы приняты данные от 19 запусков секвенатора Illumina Hiseq 2000 общим объемом около 18T, произведена сборка десятков геномов и транскриптомов, обработано более 50000 вычислительных задач, работает более 50 пользователей. Основные трудности связаны с обработкой потоков данных, объем которых увеличивается в результате доступа новых групп исследователей к возможностям высокопроизводительного секвенирования. Предлагается решение по оптимальному управлению потоками данных, состоящее из использования распределенной файловой системы lustre для основной массы расчетов на кластере, и выделения специальных томов, доступных по протоколу fiber channel для самых крупных проектов.

Аннотация: Для метода экспоненциального взвешивания упорядоченных оценок в случае простой линейной модели с белым шумом было получено оракульное неравенство, позволяющее контролировать риск оценки вне зависимости от мощности рассматриваемого множества упорядоченных оценок \cite{CGK}. Примером упорядоченных оценок является оценки методом сглаживающих сплайнов для задачи оценивания функции регрессии в белом шуме. Переход от этой задачи к задаче оценивания вектора в белом шуме осуществляется при помощи базиса Райнша-Деммлера. При этом оценки сплайнов оказываются упорядоченными по параметру сглаживания. В случае гетероскедастичного шума задача оценивания функции регрессии в базисе Райна-Деммлера эквивалентна (в пределе по числу наблюдений) задаче оценивания вектора, <<зашумленного>>~ стационарным гауссовским процессом. Целью работы является вывод оракульного неравенства для экспоненциального взвешивания упорядоченных оценок в случае задачи оценивания вектора, <<зашумленного>> стационарным гауссовским процессом.

Аннотация: Various chromosome conformation capture methods (including Hi-C, 3C and ChIA-PET) appear to be technically similar to ChIP-seq method as all of them rely on DNA-protein cross-linking. Spatially proximal DNA fragments are believed to be cross-linked through a protein 'bridge' which means that they are both linked to the same protein complex. We hypothesized that spatial organization of the genome could generate artefacts in ChIP-seq, a method to study occupancy of DNA by a protein of interest. In theory, if a DNA fragment A is occupied by a certain protein (e.g., a Transcription Factor) and DNA fragment A is spatially proximal to a DNA fragment B, ChIP-seq can detect false evidence of occupancy of B by the studied protein. To address this issue, we assumed that true sites of protein binding are associated with DNAse hypersensitivity peaks. We constructed and applied a statistical model which compares levels of ChIP-seq signals for various proteins within and outside of DNAse hypersensitivity sites in the spatially interacting regions and estimates ChIP-seq artefacts potentially caused by DNA 3D folding. Our estimations are useful in the discovery of transcription factories as they help exclude the false similarities between protein-occupancy profiles of spatially proximal DNA regions.

Аннотация: Несмотря на то, что неандертальцы вымерли, фрагменты их генома присутствуют в геномах современных людей. В данной работе мы показали, что последовательности, похожие на неандертальские, распределены неравномерно в современных геномах. В частности, содержание последовательностей, похожих на неандертальские, значительно повышено в генах, участвующих в катаболизме липидов. Мы предсказали изменения в липидном катабозиме, вызванные повышенным содержанием таких последовательностей, измерив уровень гидрофобных метаболитов в коре мозга людей, произошедших из Африки, Европы и Азии, а также шимпанзе. Мы подтвердили данные предсказания, связав изменения в метаболизме с дивергенцией в экспрессии генов, измеренной с помощью секвенирования мРНК.

Аннотация: The aim of the study was to determine the age-related abnormalities of stair climbing in autism. Kinematical data were collected for 9 autistic individuals (4 of 6-8 years of age (children) and 5 of 11-12 years of age (adolescents)) and 9 control subjects (3 children and 6 adolescents). Subjects ascended and descended the one step laboratory stair always starting by right leg. Movement time of stairs ascent in autistic adolescents was longer then in control and they executed this motion with knee and hip less flexed then control adolescents. Autistic children ascended and descended stair faster then autistic adolescent. During stair descent autistic adolescents flexed hip less then control as well. Autistic children have larger amplitude of ankle joint plantar flexion then autistic adolescents during stair descent. Maximum knee flexion during stair ascent/descent was delayed in autistic adolescent in comparison to the control. Significant difference of movement coordination between children and adolescents with autism spectrum disorder indicates the importance of yearly rehabilitation program.

Аннотация: В работе представлена схема помехоустойчивого кодирования с применением биортогональных наборов фильтров точного восстановления и предложен метод построения таких фильтров с использованием алгоритма Евклида нахождения НОД в кольце многочлена над конечным полем.

Аннотация: Разделение белков по семействам, разделяющим паралоги, позволяет уточнять аннотации белков и выполнять поиск семейства по его филогенетическому профилю, который определяется разбиением множества видов на три части. Части задают присутствие/отсутствие белка, а также случай неопределённости в этом отношении. Другое применение — поиск белков, уникальных для узкой таксономической группы («подписей»). Нами разработан алгоритм, формирующий такие семейства. Он применён к разным множествам белков. В том числе, к белкам, кодируемым в пластомах 186-ти видов цветковых растений. Полученная в этом случае база данных с возможностью поиска семейства по его филогенетическому профилю доступна по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/magnoliophyta/. Также алгоритм применён для разделения (кластеризации) белков, кодируемых в митохондриях 66-ти видов таксономической группы зелёных растений (Viridiplantae); соответствующая база данных: http://lab6.iitp.ru/mpc/viridiplantae/. На этой основе получены биологические результаты. Например, в митохондриях винограда (Vitis vinifera) найдены уникальные для них белки, которые в то же время типичны для пластид, что позволяет предсказать горизонтальный перенос из пластид в митохондрии.

Аннотация: В работе рассматривается применение заплетенных сверточных кодов блокового типа (ЗСКБТ) в системе связи с множественным доступом, использующей OFDMA. Параметры системы OFDMA подразумевают широкополосную передачу большого количества данных. Использовался Райсовский канал передачи данных с десятью лучами описанный в стандарте 3GPP TR 25.943 V6.0.0. Моделировалась передача данных от двух пользователей с идеальной синхронизацией по времени. Сравнивалась корректирующая способность ЗСКБТ, турбо-кода и кода с малой плотностью проверок (МПП код).

Аннотация: В рамках проекта по изучению молекулярной эволюции и симпатрического видообразования байкальских боковплавов произведена сборка транскриптомов и простейшая аннотация генов 31 из 35 образцов. Для 11 образцов выделены консервативные блоки множественного выравнивания и построено филогенетическое дерево. Полученный результат является важной вехой в проекте изучения эволюции бокоплавов.

Аннотация: Пространственно временные коды в системах многоантенных передачи и приёма позволяют уменьшить вероятность ошибок на приёме, но сами по себе не обеспечивают достаточный уровень надёжности. Поэтому в данной работе мы рассмотрим каскадную сигнально-кодовую конструкцию с внутренним кодом, свободным от перестановок и повторений (PRF кодом), и внешним кодом с обобщённой локализацией ошибок (ОЛО кодом). Для используемого ОЛО кода мы предложим новый алгоритм декодирования. Для проверки теоретических результатов было проведено компьютерное моделирование.

Аннотация: Во многих прикладных задачах машинного обучения данные имеют большую размерность, что затрудняет их обработку. Поэтому актуально решение задачи отбора наиболее релевантных и неизбыточных признаков. Цель данной работы состоит в том, чтобы сделать обзор имеющихся методов и провести их сравнение на искусственных и реальных данных в применении к задачам регрессии.

Аннотация: В статье решается задача вычисления метрики MSE видеопотока, повреждённого в процессе передачи по сети. Представлен алгоритм сопоставления кадров между оригинальным и повреждённым видеопотоком, учитывающий возможные потери при передаче видеофайлов по сети.

Аннотация: Методы восстановления многообразий используются для решения многомерных задач машинного обучения. В последние годы был разработан ряд подходов, таких как изометрическое отображение (Isomap), локально-линейное вложение (LLE), для решения данной задачи. Однако, эти методы рассматривали снижение размерности поточечно,<br /> не учитывая локальных свойств многообразия. Алгоритмы выравнивания локальных тангенциальных пространств (LTSA) и спектральных вложений Грассмана-Штифеля (GSE) уже рассматривают точки многообразия не просто как элементы многомерного действительного пространства, а как точки с касательными к многообразию в этих точках подпространствами. В работе [Singer A. and Wu H.-T., 2011] доказана поточечная сходимость оценок касательных подпространств, построенных локальным методом главных компонент, к истинным значениям при размере выборки, стремящемся к бесконечности, и найдена скорость сходимости. В данной работе доказана равномерная сходимость таких оценок.

Аннотация: Распознавание пола диктора выполнялось в пространстве параметров модели голосового источника, найденных путем решения обратной задачи. Исследования проводились на базе данных, состоящей из русскоязычных числительных произнесённых в обычных условиях. Функции плотности вероятности для каждого пола оценивалась методом Парзена с гауссовым ядром. Распознавание пола производилось по максимуму правдоподобия Байеса. Ошибка распознавания пола на сегментах ударных гласных не превышает 2%.

Аннотация: В работе рассмотрены вопросы, возникающие в процессе реализации механизма детерминированного доступа MCCA, описанного в стандарте IEEE 802.11 2012 года. Особое внимание уделено задачам управления интервалами резервирования, выбора скорости передачи, а также взаимодействию механизмов случайного и детерминированного доступа. Предлагаются и анализируются различные способы решения выявленных задач.

Аннотация: Schizophyllum commune is a species of fungus with extreme level of nucleotide polymorphism. To study the molecular details of recombination in this species, we obtained NGS data for two individuals from two distinct populations (Moscow, Russia and Ann Arbor, MI), and for 17 their F1 offspring. The genome-average synonymous nucleotide difference between parents was 18.8%. We detected 39 reliable crossing-over events. In contrast to humans, crossovers in S. commune tend to occur within genes, and in regions of locally reduced polymorphism levels: the distance between SNPs that mark the crossover between parents (crossover region) is 6 larger higher than the mean distance between SNPs in the adjacent regions. Furthermore, crossover regions have a ~10% higher GC content, compared with the adjacent regions, and correspond to regions of high differences in GC-content between parents.

Аннотация: The problem of reconstruction of ancestral states given a phylogeny and data from extant species arises in a wide range of biological studies. The continuous-time Markov model for the discrete states evolution is generally used for the reconstruction of ancestral states. We modify this model to account for a case when the states of the extant species are uncertain. This situation appears, for example, if the states for extant species are predicted by some program and thus are known only with some level of reliability; it is common for bioinformatics field. The main idea is formulation of the problem as a hidden Markov model on a tree (tree HMM, tHMM), where the basic continuous-time Markov model is expanded with the introduction of emission probabilities of observed data (e.g. prediction scores) for each underlying discrete state. Our tHMM decoding algorithm allows us to predict states at the ancestral nodes as well as to refine states at the leaves on the basis of quantitative comparative genomics. The test on the simulated data shows that the tHMM approach applied to the continuous variable reflecting the probabilities of the states (i.e. prediction score) appears to be more accurate then the reconstruction from the discrete states assignment defined by the best score threshold. We provide examples of applying our model to the evolutionary analysis of N-terminal signal peptides and transcription factor binding sites in bacteria. The program is freely available at http://bioinf.fbb.msu.ru/∼nadya/tHMM and via web-service at http://bioinf.fbb.msu.ru/treehmmweb.

Аннотация: Целью данной работы было изучение регуляции экспрессии генов регуляторами LacI семейства в бактериях класса Alphaproteobacteria. Для этого в геномах 50 бактерий класса Alphaproteobacteria проводили полногеномную метаболическую реконструкцию регулонов и определение сайтов связывания транскрипционных факторов из белкового семейства LacI. Также была проведена работа по созданию функциональных аннотаций для новых генов и уточнению аннотаций — для малоизученных. В ходе работы было изучено 22 регулона, для 15 из них — предсказана функция контролируемого метаболического пути.

Аннотация: Речевая деятельность формируется и находится в тесной связи со всеми высшими психическими функциями, протекающими в сенсорной, интеллектуальной, аффективно-волевой сферах. Эти связи проявляются не только при нормальном развитии, но и при расстройствах формирования речи. В работе показано, что нарушения психо-эмоционального статуса детей с алалией связаны с биологическими факторами риска, органическим поражением лобно-фронтальных, медиобазальных, диэнцефальных и стволовых отделов мозга, а также наличием у детей речевого синдрома алалия. Группа детей с алалией оказалась неоднородной по эмоционально-поведенческому статусу. Выраженность изменений этого статуса напрямую зависит от тяжести родового анамнеза и органических поражений структур мозга, связанных с формированием психической активности, выраженностью нарушения речи.

Аннотация: MADS-box proteins are a family of transcription factors controlling a variety of organ development processes in plants, in particular — flower development. We analyze the distributions of transcription factors regulating the development of the outer whorls in the genomes of plants.

Аннотация: Метод рибосомальный профайлинг впервые позволил подойти к изучению трансляции системно. В настоящей работе мы проанализировали данные рибосомального профайлинга для E.coli и B.subtilis, и сравнили профиль для мембранных и цитозольных белков. Полученные результаты позволяют сделать выводы о значительном различии скорости трансляции на N-конце белков двух групп. Дальнейшая работа будет направлена на выявление общих функциональных причин данного феномена.

Аннотация: DNA fragment assembly is an important problem in bioinformatics, where given a set of DNA reads one must reconstruct the initial DNA sequence. The process of DNA assembly is commonly divided into three steps: correcting errors in the initial DNA reads, contig assembly, which constructs relatively long DNA fragments and, finally, scaffold assembly, which aims to determine the correct order and orientation of contigs in the DNA sequence and distances between them. Scaffold assembly techniques use additional information in the form of mate-pair reads — pairs of DNA sequence reads with known distance estimations for each pair of reads. A major drawback in all modern scaffolding techniques is the low quality estimation of distance between contigs, which is commonly based on mean distance calculation. In this paper we propose improved algorithm based on maximum likelihood principle for estimating distance between contigs. The proposed approach was experimentally evaluated on the E. Coli genome consisting of 4.6 Mbp and synthetic mate-pair reads library generated with MetaSim using default Illumina error model.

Аннотация: В работе были исследованы гены углеводного метаболизма у бактерий. Для них была построена система классификации, основанная на их функциональных, структурных и ортологических характеристиках. На основе расположения генов на бактериальных хромосомах была изучена их совместная встречаемость, в результате чего были построены матрицы попарной встречаемости ортолого-структурных семейств генов, принадлежащих разным крупным функциональным классам. Были определены наиболее устойчивые сочетания генов в локусах, относящихся к углеводному метаболизму, определены группы бактерий, имеющих сходства в организации таких локусов, сделаны предположения о наиболее эволюционно "сработавшихся" парах семейств, а также построены филогенетические деревья, позволяющие оценить распределение различных локусов среди бактерий и выявить случаи горизонтальных переносов локусов и их частей.

Аннотация: Стандартные методы поиска сайтов связывания транскрипционных факторов не полностью автоматизированы, и качество предсказания критическим образом зависит от исследователя. Ранее в нашей лаборатории был разработан алгоритм, основанный на эволюционной модели, который позволяет решить эту проблему. На данный момент собран конвейер из необходимых программ и планируется провести предсказание событий транскрипционной регуляции в геномах Enterobacteria для нескольких десятков факторов транскрипции.

Аннотация: Для большого количества задач суррогатного моделирования характерен дизайн эксперимента (множество точек обучающей выборки) специального вида, значительно отличающийся от случайного равномерного распределения. В работе рассматривается два наиболее часто встречающихся случая, а именно полное декартово произведение и декартово произведение с пропусками. Решение задачи аппроксимации будем искать как разложение по словарю функций, сформированному как тензорное произведение словарей меньшей размерности. Оптимальная аппроксимация в выбранном классе функций и с анизотропным штрафом на изменчивость может быть найдена с помощью минимизации квадратичной по коэффициентам разложения функции. Решение этой оптимизационной задачи для полного декартова произведения может быть найдено явно. Для декартова произведения с пропусками в работе предложен эффективный алгоритм минимизации, основанный на использовании тензорной арифметики и свойств произведения Кронекера.

Аннотация: В работе была исследована группа бактерий Escherichia coli / Shigella / Salmonella, содержащая 47 полностью отсеквенированных и аннотированных геномов. На основе данных об ортологических рядах был проанализирован порядок генов и выделены синтенные блоки (участки с совпадающим порядком генов). С помощью алгоритма MGRA были построены эволюционные деревья, реконструирован порядок генов у предков во всех его узлах и перестройки блоков на всех ветвях. Сравнение частот перестроек на деревьях E.coli и Shigella spp. показало, что поток внутригеномных рекомбинаций не равномерен по времени. Для неуниверсальных ортологических рядов были проанализированы две характеристики: консервативность локализации в геномах и топология филогенетического дерева ряда. Консервативность порядка универсальных генов в геномах E. coli и Salmonella spp. позволила отфильтровать случаи, когда причиной изменения относительного расположения генов ряда в геномах являлись геномные перестройки, затронувшие соседние универсальные гены. Таким образом, на основе сопоставления локализации генов и филогенетических деревьев ортологических рядов были выделены гены, которые независимо несколько раз были перенесены горизонтально.

Аннотация: Предметом исследования в этой работе являются штаммы бактерий рода Burkholderia. Они интересны тем, что содержат несколько хромосом. Были получены ортологические ряды и проведен анализ пан-геномов бактерий. Также была восстановлена история рекомбинационных событий. Было построено филогенетическое дерево и реконструированы распределения универсальных ортологических рядов по хромосомам в каждом узле. Также была получена матрица, отражающая величины потоков ортологических рядов между хромосомами.

Аннотация: Некоторые живые эукариоты, например африкансткая хирономида Polypedilum vanderplanki способны выживать в условиях полной потери воды, впадая в состояние гипометаболизма — криптобиоз. Секвенирование генома спящей хирономиды позволило определить основные молекулярные механизмы криптобиоза. Из более чем 17 тысяч идентифицированных генов были обнаружены кодирующие нуклеотидные последовательности нетипичные для насекомых. В данной работе проведена оценка вероятности горизонтального переноса генов в геном P. vanderplanki от микроорганизмов. Идентифицировано несколько функционально-активных генов имеющих высокую степень сходства с бактериальными гомологами и формирующих монофилетичную ветвь при построении филогенетического древа. Среди этих генов выделяется группа лектинов, и фермент кинурениназа, в отношении которых получены строгие доказательства их возникновения путем горизонтального переноса.

Аннотация: На материале 12 полных геномов плодовых мушек рода Drosophila изучены паттерны потерь и приобретений альтернативных и постоянных кодирующих сегментов белок-кодирующих генов, а также паттерны нуклеотидных замен в различных типах альтернативных сегментов.

Аннотация: HOTAIR is a long non-coding RNA that plays important role in chromatin modifications and acts as a scaffold between polycomb complex PRC2 that methylates histone H3 on K27and second complex that demethylates histone H3 on K4. We studied expression of HOTAIR in different human tissues and its correlation with chromatin features across the genome.

Аннотация: UDG-графы уже доказали свою полезность в качестве моделей для различных физических задач. Одно из главных применений UDG графов — моделирование беспроводных сенсорных сетей, где UDG граф представляет собой идеализированную сеть с множеством узлов. Узлы расположены в Евклидовой плоскости и, как предполагается, имеют одинаковые радиусы передачи данных. Они могут передавать друг другу информацию, если находятся в пределах взаимной дальности передачи сигнала. Т.к. UDG-графовая модель адекватно описывает такое поведение, то она стала стандартом для исследования ad hoc и сенсорных сетей. В работе предлагается генератор для моделирования случайных UDG-графов с наперед заданными свойствами.