ITaS

Information Technology and Systems - 2011
Conference for Young Scientists and Engineers
October 2 – 7, 2011

| English


 

 

Visitors:









 

Search papers by authors

A B C D F G I K L M N O P R S T U V W Y Z


A

Nataliya Akulenko
Daria Lavysh, Dmitry Ravcheev, Nataliya Akulenko
Биоинформатический анализ новых бактериофагов Downoad paper
Abstract: Бактериофаги - самые многочисленные организмы на нашей планете. Даже бактериофаги, отнесенные к одной группе, имеют различные механизмы репликации, транскрипции и других жизненно важных процессов. Сравнение геномов бактериофагов одной группы позволяет сделать предположения об их эволюции, приспособленности к жизни на определенном штамме бактерии и о молекулярных механизмах, происходящих при инфекции. В ходе данной работы произведено сравнение геномов фагов 2-х групп: Luz24-подобных и PhiEco32-подобных. Особое внимание уделялось транскрипции фагов этих групп: поиску промоторов и других регуляторных последовательностей.

Alexander Alfimtsev
Igor Lychkov, Alexander Alfimtsev, Vladimir Devyatkov
Moving Object Tracking for Highway Traffic Monitoring Downoad paper
Abstract: Рассмотрен вычислительно эффективный алгоритм отслеживания движущихся объектов на цифровых изображениях. Представлен аналитический обзор популярных алгоритмов захвата и отслеживания объектов, выделены их преимущества и недостатки. Проведены испытания работы предложенного алгоритма на видеозаписи движения реального транспортного потока.

Ruslan Aydarkhanov
Ruslan Aydarkhanov, Irena Artamonova
Assessment of the evolutionary proximity of related CRISPR-cassettes Downoad paper
Abstract: Около 20 лет назад была открыта новая структура в геноме многих прокариот, состоящая из прямых повторов, разделённых неповторяющимися спейсерами сходной длины. Впоследствии такие структуры были названы CRISPR-кассетами. CRISPR-локус, ключающий кассету и массив ассоциированных генов, оказался одним из наиболее быстро эволюционирующих участков генома. Даже близкие штаммы одного вида бактерий могут иметь сильно различающийся набор спейсеров в гомологичных CRISPR-локусах. Поэтому CRISPR-кассеты служат основой метода их типирования. Однако до сих пор не было предложено методов филогенетического анализа CRISPR-кассет. Целью данной работы была разработка и имплементация алгоритма, позволяющего проводить такой анализ.

Alexandra Akhmadullina
Alexandra Akhmadullina
Lack of dominance effect revealed by comparison of frequencies of nonsense mutations between autosomes and X-chromosome in Drosophila melanogaster Downoad paper
Abstract: Despite decades of debate, our understanding of dominance effects remains elusive. Since the seminal works of Fisher and Wright, it has been assumed that large-effect mutations tend to be recessive, while the effects of small-effect mutations is usually additive. Nonsense mutations prevent the synthesis of the gene product, and can be safely assumed to be large-effect; nevertheless, they can reach a substantial frequency in the population. Here, we use 162 complete genome sequences of D. melanogaster to study the frequency of nonsense mutations segregating in the population. In 10.2% of genes in our D. melanogaster sample, stop codons segregate at non-trivial frequencies. Since the alleles carrying stop codons on the X chromosome are hemizygous and more visible to selection, we expected the nonsense mutations to have lower frequencies on the X chromosome. Surprisingly, the fraction of genes carrying a nonsense mutation was virtually identical between the X chromosome (10.0%) and autosomes (10.2%). The allele frequency spectra, which can reveal the action of weak selection, were also similar. The significance of these results for our understanding of dominance is discussed.

Arseniy Akopyan
Arseniy Akopyan
Combinatorial Generalization of Jung's theorem Downoad paper
Abstract: В работе рассматриваются обобщения теоремы Юнга о накрытии шаром множества единичного диаметра. Приводится «дробный» и «раскрашенный» вариант этой теоремы.

Mikhail Andreev
Mikhail Andreev, Boris Miller, Aleksandr Miller, Karen Stepanyan
Calculation of admissible linear and angular accelerations in UAV path planning Downoad paper
Abstract: В рамках задачи планирования миссии беспилотного летательного аппарата (БПЛА) рассматривается вопрос расчета допустимых скоростей и ускорений выбранной перепараметризации траектории БПЛА для заданного профиля скорости или ускорения и заранее выбранной траектории. Траектория как кривая в трехмерном пространстве заранее известна. Требуется определить график полёта так, чтобы удовлетворить требованиям к перегрузке и ускорениям.

Irena Artamonova
Anna Gogleva, Irena Artamonova
Prokaryotic CRISPR immune system in the human microbiome Downoad paper
Abstract: CRISPR-системы обеспечивают бактериям и археям специфический иммунитет к чужеродной ДНК, в первую очередь — фаговой. При заражении бактериофагом бактерии, несущей CRISPR-кассету происходит добавление к кассете нового спейсера, идентичного по последовательности участку фагового генома. Именно этот спейсер обеспечивает устойчивость данной бактерии к фагу. Таким образом, CRISPR-системы являются уникальным отпечатком истории относительно недавних заражений бактериофагами клетки-хозяина и могут служить удобным средством для описания взаимодействий прокариотических организмов и специфичных к ним вирусов в пределах одной экологической ниши. Большой интерес представляет изучение CRISPR систем микробиома человека, имеющих, в частности, непосредственное отношение к фундаментальным основам фаготерапии. В настоящий момент начинают появляться данные метагеномных исследований микробиома человека и других животных, а так же метатранскриптомные и метапротеомные данные. В этой работе предполагается выявить и описать CRISPR-системы в микробиоме человека, сопоставить данные как для различных отделов микробиома, так и для разных индивидуумов, а так же оценить полноту описания, анализируя различные доступные метагеномные проекты.

Iakov Davydov, Irena Artamonova, Alex Tonevitsky
Multicopy ribosomal protein L12 Downoad paper
Abstract: Бактериальный рибосомный белок L12 является единственным многокопийным белком рибосомы. В составе рибосомы белок L12 присутствует в форме димеров. Рибосома Escherichia coli содержит 4 молекулы белка L12, в то время, как у термофильных бактерий Thermotoga maritima и Thermus thermophilus одна рибосома содержит 6 молекул белка L12. В данной работе мы предсказали число молекул белка L12 в рибосоме более чем для 700 видов бактерий и описывали основные эволюционные механизмы изменения числа молекул белка L12. Кроме того, разработанный метод предсказывает возможность связывания 8 молекул белка L12 с рибосомами некоторых цианобактерий.

Ruslan Aydarkhanov, Irena Artamonova
Assessment of the evolutionary proximity of related CRISPR-cassettes Downoad paper
Abstract: Около 20 лет назад была открыта новая структура в геноме многих прокариот, состоящая из прямых повторов, разделённых неповторяющимися спейсерами сходной длины. Впоследствии такие структуры были названы CRISPR-кассетами. CRISPR-локус, ключающий кассету и массив ассоциированных генов, оказался одним из наиболее быстро эволюционирующих участков генома. Даже близкие штаммы одного вида бактерий могут иметь сильно различающийся набор спейсеров в гомологичных CRISPR-локусах. Поэтому CRISPR-кассеты служат основой метода их типирования. Однако до сих пор не было предложено методов филогенетического анализа CRISPR-кассет. Целью данной работы была разработка и имплементация алгоритма, позволяющего проводить такой анализ.

Elena Shustrova, Evgeny Gordienko, Irena Artamonova
Comparison of evolutionary rates for old and new copies of recently duplicated human genes Downoad paper
Abstract: Хорошо известно, что дупликации, приводящие к увеличению количества генов, являются действенным механизмом эволюции. Дупликации и мутационный процесс тесно связаны, и в том числе приводят к появлению генов с новыми функциями. Для некоторых случаев было показано, что после дупликации в двух копиях гена эволюция происходит с различными скоростями. Предложен новый способ выявления старой и новой копий паралогичных генов и оценена асимметрия скоростей эволюции недавно дуплицированных генов человека.

Alexander Panchin, Irena Artamonova
Splice site evolution in families of recently duplicated human genes Downoad paper
Abstract: Используя метод максимального правдоподобия, мы реконструировали историю эволюции сайтов сплайсинга на выборке семейств паралогичных генов человека с двумя и более экзонами. Оказалось, что при дупликации генов сайты сплайсинга чаще появляются, чем исчезают. Реконструированные предки вновь приобретенных сайтов сплайсинга, как правило, имеют относительно низкое значения силы сайта, в то время как сила пропавших сайтов, потерявших функциональность, в среднем, имеет довольно высокое значение. При этом рождение сайтов сплайсинга ассоциировано с существенным увеличением силы сайта, а исчезновение - с уменьшением.

Artem Artemov
Artem Artemov, Dmitri Pervushin, Artem Tokarchuk, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Kinetic model explains correlation of DNA methylation with tissue-specific alternative splicing and alternative polyadenylation Downoad paper
Abstract: In the current work we observed the following evidence of an association between DNA methylation and alternative splicing: the regions between alternative acceptor sites tend to have higher DNA methylation compared to the regions between consitutive acceptor sites. Moreover, for the case of cassette exons we observed correlations between their inclusion rate and methylation of the corresponding downstream intron. The similar effect exists for alternative polyadenylation sites: DNA methylation downstream of alternative polyadenylation sites was higher compared to the one downstream of constitutive sites.


up

B

Georgii Bazykin
Vladimir Seplarskiy, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Сryptic variation of the Drosophila transversion/transition ratio. Downoad paper
Abstract: Mutation rate varies between adjacent sites. A part of this variation isdue to well-recognized contexts, but another part is cryptic. However, the overall mutation rateprovides just the most basic description of the mutation process. We investigatedvariation in the most fundamental parameter characterizing thepattern ofmutation, the transversion/transition ratio, and detected a lot of cryptic variation.Incontrast to rate, pattern varies not only at individual sites.

Nadezhda Terekhanova, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Heterotachy of double substitutions in neighboring nucleotides in non-coding sequence Downoad paper
Abstract: Both the mutation rate and the selective pressure are non-uniform along the non-coding DNA segments. However, the durability of this variation is poorly understood. Here, we study the tendency of pairs of neighboring substitutions in the non-coding sequence to occur in the same phylogenetic lineage. The lineage in which each substitution has occurred is revealed by maximum parsimony in comparison of human with chimp (using orangutan as an outgroup), and in comparison of D. melanogaster and D. simulans (using D. erecta as an outgroup). In both cases, the substitutions in neighboring nucleotides tend to occur in the same lineage. This effect decreases with distance between nucleotides, but is still pronounced for substitutions at ~10 nucleotides from each other. Possible mutational and selective explanations for this pattern are discussed.

Evgeny Leushkin, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Selection on intron length in Drosophila melanogaster genes Downoad paper
Abstract: In our work we studied mode of selection acting on intron length, which can be stabilizing (preferring the optimal intron length) or directional (with no optimum on fitness landscape) in it's nature. The intron length can be affected by an insertion or a deletion event (collectively, an indel). Low-frequency alleles in population reveal action of mutational process, whereas at higher frequencies proportion of slightly deleterious alleles declines compared to neutral variants. Such decline represents the action of the negative seletion. In our work we show that mutation process smooths the peak of the intron length distribution to both sides. But selection, preferring insertions to deletions, shifts distribution to the right, with introns of length more than 60bp having tendency to lengthen independent on their current length, which implies directional selection on intron length.

Olga Vakhrusheva, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Functional Conservation without Detectable Sequence Similarity Downoad paper
Abstract: Functional significance of noncoding sequences is commonly assessed through above-random conservation between genomes. However there is accumulating data that points to the rapid turnover of regulatory sequences. In the case of generality of this phenomenon direct similarity-based approaches would be insufficient to infer functional significance of noncoding sequences. Here we address the question of whether functional conservation is possible without sequence conservation. We apply bioinformatics approach to this problem by tracing patterns of conservation in orthologous introns in two distant pair of species. Our findings suggest that orthologous noncoding genomic compartments may continue to play a functional role in distant species even after having diverged beyond recognition at the sequence level.

Mariya Baranova, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Population genetic analysis of ongoing two-nucleotide codon substitutions in D.melanogaster Downoad paper
Abstract: Fitness landscape, the function which relates fitness to genotype, can be visualized as isolated peaks separated by valleys. One of the interesting questions in evolutionary biology is whether it is possible for evolving organisms to overpass valleys of low fitness variants to achieve high fitness. We studied this possibility for double substitutions in protein coding sequences. We used the polymorphism of 162 lines of D.melanogaster to analyze the polymorphic codons separated by two nucleotide substitutions. When these two codons encoded the same amino acid (serine), the intermediate variant was observed more rarely than it was expected, implying selection against the intermediate variant. For other pairs of nonsynonymous substitutions, we could assess how the frequency of the intermediate variant depended on the absolute differences in amino acid properties between the three variants. The intermediate variant in two-substitution codons tends to be deleterious, and functional genome regions are depleted of it. Although the two substitutions typically represent two independent mutation events, they follow each other very quickly.

Mariya Baranova
Mariya Baranova, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Population genetic analysis of ongoing two-nucleotide codon substitutions in D.melanogaster Downoad paper
Abstract: Fitness landscape, the function which relates fitness to genotype, can be visualized as isolated peaks separated by valleys. One of the interesting questions in evolutionary biology is whether it is possible for evolving organisms to overpass valleys of low fitness variants to achieve high fitness. We studied this possibility for double substitutions in protein coding sequences. We used the polymorphism of 162 lines of D.melanogaster to analyze the polymorphic codons separated by two nucleotide substitutions. When these two codons encoded the same amino acid (serine), the intermediate variant was observed more rarely than it was expected, implying selection against the intermediate variant. For other pairs of nonsynonymous substitutions, we could assess how the frequency of the intermediate variant depended on the absolute differences in amino acid properties between the three variants. The intermediate variant in two-substitution codons tends to be deleterious, and functional genome regions are depleted of it. Although the two substitutions typically represent two independent mutation events, they follow each other very quickly.

Mikhail Belyaev
Mikhail Belyaev, Alexander Lyubin
Some features of optimization problem arising in construction of multidimensional approximation Downoad paper
Abstract: В работе рассмотрена задача восстановления неизвестной зависимости по данным. Аппроксимация ищется как разложение по словарю нелинейных параметрических функций. Построение аппроксимации разбивается на несколько этапов: выбор модели, которая задается количеством функций словаря и их типом, инициализация параметров, итеративная подстройка параметров, т.е. обучение модели. Последний этап (обучение модели) заключается в минимизации некоторого функционала, задающего ошибку на обучающей выборке данных, и его можно рассматривать как задачу безусловной однокритериальной оптимизации. В работе описаны особенности этой задачи и предложены некоторые модификации методов оптимизации, их учитывающие. Предложенные подходы превосходят стандартные и демонстрируют высокую точность на широком классе аппроксимационных задач.

Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Pavel Yerofeyev, Pavel Prikhodko
Comparative performance of nonlinear regression intialization methods Downoad paper
Abstract: Одной из задач, возникающих при построении нелинейной регрессионной модели, является правильная (в определенном смысле) инициализации её параметров. В данной работе проводится сравнение некоторых широко распространенных методов и нескольких новых подходов к инициализации аппроксимационной модели, представляющей из себя разложение по словарю параметрических функций специального вида (сигмоидов). Численные эксперименты показали, что на некотором классе функций определенные методы и подходы (расстановка центров сигмоидов в точках выборки и последующий жадный набор регрессоров) позволяют улучшить качество аппроксимации и/или уменьшить время обучения модели по сравнению с другими методами. Однако, в общем случае ни один из методов инициализации не показал сколько-нибудь значимого улучшения.

Evgeny Burnaev, Mikhail Belyaev, Alexander Lyubin
Construction of approximation based on linear expansions in heterogeneous nonlinear functions Downoad paper
Abstract: Approximation of unknown multidimensional dependency based on data sample is considered. Novelty of the proposed approach consists in that the functional dictionary, used for construction of approximation, consists of parametric nonlinear functions of different types (namely, linear functions, sigmoid functions and radial basis functions). Special methods are elaborated for initialization of the dictionary, selection of appropriate functions from it and tuning of parameters. Experiments with real and artificial data showed that proposed approach outperforms conventional approaches for approximation.

Alexander Bernstein, Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Yuriy Yanovich
Smoothing of Surrogate Models Downoad paper
Abstract: In the present work methods for controlling smoothness of surrogate models is proposed and justified. Such control of smoothness is important in surrogate based optimization process.

Alexander Bernstein
Alexander Bernstein, Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Yuriy Yanovich
Smoothing of Surrogate Models Downoad paper
Abstract: In the present work methods for controlling smoothness of surrogate models is proposed and justified. Such control of smoothness is important in surrogate based optimization process.

Yuliya Bibilo
Yuliya Bibilo
Isomonodromic confluence of irregular singularities of linear differential systems Downoad paper
Abstract: Доказывается, что любая система двух линейных дифференциальных уравнений, у которой есть разветвленные иррегулярные особенности, не может является пределом изомонодромного слияния нерезонансных иррегулярных и фуксовых особых точек.

Olga Bochkareva
Olga Bochkareva
Genome rearrangements and bacteria evolution Downoad paper
Abstract: Целью данной работы является реконструкция филогенетической истории близких штаммов бактерий в терминах перестроек синтенных блоков. Данный метод позволяет проанализировать порядки генов, имеющих ортологи во всех штаммах выбранной группы организмов, и восстановить их расположение в геноме общего предка. Топология таким образом построенных деревьев соответствует имеющимся представлениям о филогении рассмотренных видов бактерий. При анализе геномов кластера Escherichia coli/Shigella выявлено большое количество перестроек в штаммах Shigella, в то время как в штаммах E.coli порядок общих генов консервативен.

Matthias Boeck
Constanze Schmitt, Matthias Boeck, Stefan Kramer
SOM Biclustering of Gene Expression Data Downoad paper
Abstract: Self-Organising Maps (SOMs) are an unsupervised learning mechanism mainly used for dimensionality reduction of high-dimensional data. This makes them particularly useful when dealing with gene expression microarray data, where they are invaluable for exploratory data analysis, such as cluster identification. The classical SOM approach performs clustering in only one dimension. However, with multiple gene expression chips describing different experimental conditions or individuals, biclustering is far more suitable to detect patterns of co-expressed genes present in only a subset of the samples. Therefore, biclustering variants of SOMs would be required to transfer the advantages of SOMs to the world of gene expression bicluster analysis. This paper describes SOM-based biclustering approaches, in particular the approach by Cottrel et al. (Korresp) and one proposed extension, and assesses them on synthetic and biological data.

Matthias Boeck, Constanze Schmitt, Stefan Kramer
A Study of Dynamic Time Warping for the Inference of Gene Regulatory Relationships Downoad paper
Abstract: In this study we assess different variants of Dynamic Time Warping (DTW) for the inference of gene regulatory relationships. Apart from DTW on continuous time series, we present a novel angle-based discretization approach and a distance learning method that is combined with DTW to find new gene interactions. A positive influence of the distance optimization on the performance of the alignments of gene expression profiles could not yet be established. However, our results show that discretization can be important to the outcome of the alignments. The discretization is not only able to keep the important features of the time series, it is also able to perform better than regular DTW on the original data.

Marina Borisova
Marina Borisova
SOS-response regulation in Cyanobacteria: comparative genomic analysis of the transcription factor LexA and its binding sites Downoad paper
Abstract: SOS-ответ представляет собой индуцируемую реакцию клеток на резкую остановку синтеза ДНК. В обычных же условиях белок LexA (или его ортолог в Грам-положительных бактериях — DinR) репрессирует все гены SOS-ответа, связываясь со специфическими последовательностями в промоторных областях. В работе были исследованы полные геномы Цианобактерий на наличие в них ортолога гена lexA. И с помощью стандартных методов сравнительно-геномного анализа регуляции, разработанный в нашей группе, был идентифицирован мотив связывания и описан основной набор регулируемых генов. Также было показано на основании филогенетического дерева, что геномы Цианобактерий разделяются на две большие группы, и это разделение проявляется в наборах регулируемых генов.

Pavel Boyko
Pavel Boyko, Evgeni Bikov, Denis Fakhriev
Direct Execution of OLSR MANET Routing Daemon in ns-3 Downoad paper
Abstract: В статье представлена система непосредственного исполнения протоколов (СНИ), разработанная в среде имитационного моделирования NS-3. Продемонстрировано, что текущая версия позволяет запускать демон маршрутизации olsrd без каких-либо правок исходного кода. В работе также приводятся результаты калибровки модели OLSR, встроенной в NS-3. В заключении представлены рекомендации об областях применения СНИ.

Lev Bulat
Lev Bulat
The research techniques of infringements of human's visual system Downoad paper
Abstract: Рассмотрены современные методы экспресс-диагностики в офтальмологических клиниках. Исследованы проблемы ранней диагностики патологий в начальных стадиях зрительной системы человека. Описан разработанный аппарат, способный проводить быстрые и точные исследования пациентов глазных клиник.

Evgeny Burnaev
Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Pavel Yerofeyev, Pavel Prikhodko
Comparative performance of nonlinear regression intialization methods Downoad paper
Abstract: Одной из задач, возникающих при построении нелинейной регрессионной модели, является правильная (в определенном смысле) инициализации её параметров. В данной работе проводится сравнение некоторых широко распространенных методов и нескольких новых подходов к инициализации аппроксимационной модели, представляющей из себя разложение по словарю параметрических функций специального вида (сигмоидов). Численные эксперименты показали, что на некотором классе функций определенные методы и подходы (расстановка центров сигмоидов в точках выборки и последующий жадный набор регрессоров) позволяют улучшить качество аппроксимации и/или уменьшить время обучения модели по сравнению с другими методами. Однако, в общем случае ни один из методов инициализации не показал сколько-нибудь значимого улучшения.

Evgeny Burnaev, Mikhail Belyaev, Alexander Lyubin
Construction of approximation based on linear expansions in heterogeneous nonlinear functions Downoad paper
Abstract: Approximation of unknown multidimensional dependency based on data sample is considered. Novelty of the proposed approach consists in that the functional dictionary, used for construction of approximation, consists of parametric nonlinear functions of different types (namely, linear functions, sigmoid functions and radial basis functions). Special methods are elaborated for initialization of the dictionary, selection of appropriate functions from it and tuning of parameters. Experiments with real and artificial data showed that proposed approach outperforms conventional approaches for approximation.

Evgeny Burnaev, Alexey Zaytsev, Maxim Panov, Pavel Prikhodko, Yuriy Yanovich
Modeling of non-stationary covariance function of gaussian process using expansion in terms of the dictionary of basis functions Downoad paper
Abstract: В работе предложен метод моделирования нестационарной ковариационной функции гауссовского процесса на основе словаря параметрических базисных функций, настроенных по данным. Применение разработанного подхода к задаче восстановления неизвестной зависимости позволило существенно повысить точность аппроксимации. Отдельное внимание уделено аппроксимации функций с многомерным выходом и интерполирующим свойствам аппроксиматоров на основе гауссовских процессов.

Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Ivan Panin
About criterion for selection of regression model Downoad paper
Abstract: В работе предложен новый метод выбора регрессионной модели. Метод позволяет определить явно плохие регрессионные модели на основании степени их изменчивости и отклонения от кусочно-линейной аппроксимации. Вычислительные эксперименты показали перспективность разработанного подхода.

Alexander Bernstein, Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Yuriy Yanovich
Smoothing of Surrogate Models Downoad paper
Abstract: In the present work methods for controlling smoothness of surrogate models is proposed and justified. Such control of smoothness is important in surrogate based optimization process.

Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko
Theoretical properties of procedure for construction of regression ensemble based on bagging and boosting Downoad paper
Abstract: В работе рассмотрены теоретические свойства процедуры построения регрессионного ансамбля на основе беггинга (Bagging) и бустинга (Boosting), разработанной для увеличения точности итоговой регрессионной модели.

Evgeni Bikov
Pavel Boyko, Evgeni Bikov, Denis Fakhriev
Direct Execution of OLSR MANET Routing Daemon in ns-3 Downoad paper
Abstract: В статье представлена система непосредственного исполнения протоколов (СНИ), разработанная в среде имитационного моделирования NS-3. Продемонстрировано, что текущая версия позволяет запускать демон маршрутизации olsrd без каких-либо правок исходного кода. В работе также приводятся результаты калибровки модели OLSR, встроенной в NS-3. В заключении представлены рекомендации об областях применения СНИ.

Nadezda Bykova
Nadezda Bykova, Andrey Mironov
Inference of ancestral states for character evolution: the case of uncertain data at terminal nodes Downoad paper
Abstract: The problem of reconstructing ancestral states given a phylogeny and data from extant species arises in many areas of bioinformatics. One commonly used technique is the Markovian probabilistic model. We modify this model to account for data uncertainties, which appear when we have not exact data, but predictions about states at terminal nodes. As an example, we apply it to predictions about N-terminal signal peptides in bacterial proteins from clusters of orthologs. Another possible application of the model, as a novel comparative genomic approach, is correction of prediction errors.


up

C

Cedric Cagliero
Rayna Stamboliyska, Cedric Cagliero
Adaptation to osmotic stress in E. coli: old song, new melody Downoad paper
Abstract: Bacteria encounter widely varying environmental conditions and increase in salinity is one of the most frequent ones. Adaptation to this case, which is referred to as hyperosmotic stress, involves a modification of transcription patterns with downstream effects on physiology. Moreover, the nucleoid structure is highly sensitive to these changes (supercoiling has been reported) and to global gene expression through RNA polymerase binding and distribution. Here, we probed the impact of hyperosmotic stress (0.5 M NaCl) on the nucleoid structure of Escherichia coli K-12 coupled with a detailed survey of RNA polymerase binding using microscopy and ChIP-on-chip, respectively. Our observation showed surprising dynamics of the E. coli chromosome that appears consistent with the observed RNA polymerase distribution. Interestingly, RNA polymerase binding events appear to be less frequent during the stress period while the nucleoid shows global expansion. Furthermore, we assessed the transcriptional changes underlying the response to hyperosmotic stress and observed the activity of previously reported and unknown-to-date genes with respect to time. As previously reported, we did not observe any significant change in expression of rpoS, that is the gene encoding the osmotic stress sigma factor. Lastly, we reconstructed the regulatory interactions governing this adaptation and established the preferential involvement of simple transcriptional motifs. Our study thus demonstrates the crucial involvement of the RNA polymerase in the dynamics and topology of the bacterial chromosome and represents the first complete and comprehensive map of the events directing the adaptation of E. coli to increased salinity in the medium.

Zoya Chervontseva
Zoya Chervontseva
Evolution of colocalization of LacI-regulator with nearest regulated operon Downoad paper
Abstract: Настоящая работа посвящена изучению процесса эволюции колокализации гена ТФ и регулируемого им соседнего оперона. Работа основана на предположении о том, что филогенетическое дерево, построенное по ДНК-связывающим доменам регуляторов, достаточно адекватно отражает процесс эволюции локуса, содержащего ген ТФ и соседний к нему сайт связывания. Задачей настоящей работы является вычисление матриц переходов состояний, где под состоянием понимается структура локуса, содержащего ген регулятора и соседние к нему сайты связывания.

Vladimir Chepyzhov
Arthur Yalaletdinov, Vladimir Chepyzhov, Svetlana Chernova
Применение процедур снижения размерности к суррогатной модели аэродинамики крыла самолета в задачах оптимизации Downoad paper
Abstract: В статье описывается подход к решению задачи оптимизации крыла самолета по аэродинамическим характеристикам при крейсерском полете. Целевая функция и функциональные ограничения оптимизации являются аппроксиматорами, реализующими приближенное вычисление аэродинамических характеристик. Входными данными аппроксиматоров являются: геометрическое описание крыла (компоновка) и параметры режима полета, которые представляют собой вектор большой размерности (сотни). В работе построена суррогатная модель, существенно снижающая размерность входных данных аппроксиматоров (десятки), что позволяет эффективно решать задачу оптимизации в сжатом пространстве. Приводятся результаты решения поставленной задачи для ряда компоновок.

Svetlana Chernova
Arthur Yalaletdinov, Vladimir Chepyzhov, Svetlana Chernova
Применение процедур снижения размерности к суррогатной модели аэродинамики крыла самолета в задачах оптимизации Downoad paper
Abstract: В статье описывается подход к решению задачи оптимизации крыла самолета по аэродинамическим характеристикам при крейсерском полете. Целевая функция и функциональные ограничения оптимизации являются аппроксиматорами, реализующими приближенное вычисление аэродинамических характеристик. Входными данными аппроксиматоров являются: геометрическое описание крыла (компоновка) и параметры режима полета, которые представляют собой вектор большой размерности (сотни). В работе построена суррогатная модель, существенно снижающая размерность входных данных аппроксиматоров (десятки), что позволяет эффективно решать задачу оптимизации в сжатом пространстве. Приводятся результаты решения поставленной задачи для ряда компоновок.

Vladimir Chulanov
Yuri Fantin, Alexey Neverov, Alexander Favorov, Andrey Mironov, Vladimir Chulanov
The tool for analysis of direct sequencing chromatograms Downoad paper
Abstract: Метод прямого или популяционного секвенирования продукта ПЦР широко применяется в медицинских диагностических и научных целях. Хроматограммы полученные данным методом содержат информацию о смеси типов ДНК, одновременно амплифицированных при ПЦР. Важной задачей является извлечение информации, характеризующей генетическое разнообразие этих вариантов без применения клонирования ПЦР продукта. В настоящей работе мы предлагаем новый метод расшифровки хроматограммы популяционного секвенирования и новый жадный алгоритм расшифровки структуры популяции - BCV. На входе алгоритма — последовательность пиков хроматограммы и словарь (множественное выравнивание последовательностей). Мы предполагаем, что хроматограмма является результатом секвенирования локуса генома, гомологичного последовательностям словаря. Существует три основных варианта использования программы: - Определение нуклеотидной последовательности хроматограммы, - Определение типов ДНК, составляющих секвенируемую популяцию. Предсказанные ДНК-типы далее могут быть охарактеризованы методами поиска по базам данных биологических последовательностей (например, blast) или с помощью филогенетического анализа совместно с последовательностями словаря. - Определение наличия и размера делеций/вставок и их положений относительно референс последовательности. Построение консенсус-последовательности, соответствующей доминирующей в смеси субпопуляции типов ДНК. Мы показали применимость метода для разделения смеси генотипов вируса гепатита В, типирования бактериальных сообществ в клинических образцах человека по 16S РНК и определения делеций/вставок в гене PncA M. tuberculosis.

Leslie Cope
Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.

Gergely Csaba
Ludwig Geistlinger, Gergely Csaba, Robert Küffner, Nicola Mulder, Ralf Zimmer
From Sets To Graphs: Towards a Realistic Enrichment Analysis of Transcriptomic Systems Downoad paper
Abstract: Current gene set enrichment approaches do not take interactions and associations between set members into account. We analyzed established gene set enrichment methods and their result sets in a large-scale investigation of 1000 expression datasets. The reported statistically significant gene sets exhibit only average consistency between the observed patterns of differential expression and known regulatory interactions. We present Gene Graph Enrichment Analysis (GGEA) to detect consistently and coherently enriched gene sets, based on prior knowledge derived from directed gene regulatory networks (GRNs). GGEA significantly increases the detection of gene sets where measured positively or negatively correlated expression patterns coincide with directed inducing or repressing relationships thus facilitating further interpretation of gene expression data.


up

D

Iakov Davydov
Iakov Davydov, Irena Artamonova, Alex Tonevitsky
Multicopy ribosomal protein L12 Downoad paper
Abstract: Бактериальный рибосомный белок L12 является единственным многокопийным белком рибосомы. В составе рибосомы белок L12 присутствует в форме димеров. Рибосома Escherichia coli содержит 4 молекулы белка L12, в то время, как у термофильных бактерий Thermotoga maritima и Thermus thermophilus одна рибосома содержит 6 молекул белка L12. В данной работе мы предсказали число молекул белка L12 в рибосоме более чем для 700 видов бактерий и описывали основные эволюционные механизмы изменения числа молекул белка L12. Кроме того, разработанный метод предсказывает возможность связывания 8 молекул белка L12 с рибосомами некоторых цианобактерий.

Stepan Denisov
Stepan Denisov
Selection acting on splicing sites in Drosophila genomes Downoad paper
Abstract: Сплайсинг - это процесс вырезания из первичного транскрипта участков (интронов) и сшивания оставшихся участков (экзонов). Границы экзонов и интронов маркированы специальными последовательностями - сайтами сплайсинга (СС). Мутации в СС ограничены действием отбора, поэтому сайты сплайсинга являются высококонсервативными последовательностями в геномах эукариот. Т.к. размер выборки сайтов сплайсинга достаточно велик (несколько тысяч), они являются удобным модельным объектом для изучения эволюции последовательностей, находящихся под действием отбора. В данной работе произведен анализ эволюции СС в геномах рода Drosophila. Для каждой позиции сайта мы восстанавливали матрицу замен и изучали её свойства. Для каждой позиции СС мы стремились понять происходит ли приближение к консенсусу или отдаление от него, а также сравнить частоты замен в позициях, находящихся под действием отбора с нейтральным контролем. В большей степени нас интересовали переходы из консенсусных (т.е. самых частых в данной позиции) нуклеотидов в неконсенсусные и обратно. Отдельно фиксировались случаи отрицательно и положительного отбора.

Alexander Derendyaev
Valery Gitis, Alexander Derendyaev, Gennady Sobolev
Analysis of Cluster Component of Seismic Flow Downoad paper
Abstract: В работе выполнен анализ кластерной составляющей сейсмического потока для регионов Камчатки и Японии. Показано, что зависимость логарифма числа кластеров от логарифма количества событий в кластерах является линейной. Это свидетельствует о самоподобии кластерной сейсмичности. Кроме того, угол наклона данной линейной зависимости совпадает в разных регионах при различных уровнях значимости, что, возможно, показывает универсальность данного параметра. Анализ показал, что большая часть сильнейших землетрясений регионов относится к выделенным кластерам, однако кластерная составляющая предшествует не всем сильнейшим землетрясениям.

Xavier Descombes
Xavier Descombes, Sergey Komech
Boundary Distortion Volume and Invariant Metric in Image Analysis Downoad paper
Abstract: We consider the shape descriptor based on a directional characterization and boundary distortion volume. Our descriptor of the shape is invariant with respect to rotation, reflection, translation and scaling. We study properties of proposed mathematical model.

Vladimir Devyatkov
Igor Lychkov, Alexander Alfimtsev, Vladimir Devyatkov
Moving Object Tracking for Highway Traffic Monitoring Downoad paper
Abstract: Рассмотрен вычислительно эффективный алгоритм отслеживания движущихся объектов на цифровых изображениях. Представлен аналитический обзор популярных алгоритмов захвата и отслеживания объектов, выделены их преимущества и недостатки. Проведены испытания работы предложенного алгоритма на видеозаписи движения реального транспортного потока.

Pavel Dyachenko
Pavel Dyachenko
The experiment of generation a syntactic structure of English sentences using several analysis algorithms in a pipe Downoad paper
Abstract: Работа посвящена развитию идеи, которая состоит в том, что результат автоматического анализа предложения (в частности результат построения его синтаксической структуры), полученного одним алгоритмом, может быть улучшен при использовании дополнительной информации об анализируемом предложении. Такой эксперимент проводился ранее на материале фиксированного корпуса, из которого помимо текста предложений были взяты вспомогательные данные. Важной задачей для нас было научиться обрабатывать произвольные тексты. Эта проблема решалась путем использования в ходе работы лингвистического процессора ЭТАП данных, предварительно полученных с помощью статистических парсеров. Нам удалось воспользоваться парсером XIP (Xerox Incremental Parser) и парсером частей речи и синтаксических составляющих, разработанном в Стенфордском университете. Мы провели ряд экспериментов, в ходе которых получавшиеся синтаксические структуры автоматически сравнивались с эталонным вариантом разбора предложений, и на основе этого сравнения формировалась оценка. На основе оценки мы определяли оптимальный способ учета внешних данных системой ЭТАП. В результате был получен алгоритм, позволяющий обрабатывать произвольные английские тексты в пакетном режиме, получая синтаксические конструкции несколько более высокого качества, чем те, которые получаются при штатном режиме работы лингвистического процессора ЭТАП.

Inna Dubchak
Elena Stavrovskaya, Dmitry Rodionov, Andrey Mironov, Inna Dubchak, Pavel Novichkov
Prediction of regulon content by the method of automatic threshold detection. An estimation of PWM quality Downoad paper
Abstract: При изучении регуляции важной задачей является выявление генов, регулируемых одним транскрипционным фактором (регулона). Ключевую роль при определении принадлежности гена к регулону играет предсказание сайтов связывания. Для этого традиционно используют позиционную весовую матрицу (ПВМ), которой сканируют область перед геном и выявляют участки с весом выше некоторого порога. Порог на вес зависит от конкретного мотива и выбирается вручную, что является отдельной сложной задачей. Существуют также автоматические методы предсказания регуляторных сайтов без порога на вес, однако они основаны на выборе порога для какой-либо другой величины. В данной работе представлен вероятностный подход для предсказания совместно регулируемых генов, основанный на методе автоматического выбора порога. При использовании данного метода вычисляется оптимальная вероятность, которая может использоваться для оценки качества исходной ПВМ.


up

F

Denis Fakhriev
Pavel Boyko, Evgeni Bikov, Denis Fakhriev
Direct Execution of OLSR MANET Routing Daemon in ns-3 Downoad paper
Abstract: В статье представлена система непосредственного исполнения протоколов (СНИ), разработанная в среде имитационного моделирования NS-3. Продемонстрировано, что текущая версия позволяет запускать демон маршрутизации olsrd без каких-либо правок исходного кода. В работе также приводятся результаты калибровки модели OLSR, встроенной в NS-3. В заключении представлены рекомендации об областях применения СНИ.

Yuri Fantin
Yuri Fantin, Alexey Neverov, Alexander Favorov, Andrey Mironov, Vladimir Chulanov
The tool for analysis of direct sequencing chromatograms Downoad paper
Abstract: Метод прямого или популяционного секвенирования продукта ПЦР широко применяется в медицинских диагностических и научных целях. Хроматограммы полученные данным методом содержат информацию о смеси типов ДНК, одновременно амплифицированных при ПЦР. Важной задачей является извлечение информации, характеризующей генетическое разнообразие этих вариантов без применения клонирования ПЦР продукта. В настоящей работе мы предлагаем новый метод расшифровки хроматограммы популяционного секвенирования и новый жадный алгоритм расшифровки структуры популяции - BCV. На входе алгоритма — последовательность пиков хроматограммы и словарь (множественное выравнивание последовательностей). Мы предполагаем, что хроматограмма является результатом секвенирования локуса генома, гомологичного последовательностям словаря. Существует три основных варианта использования программы: - Определение нуклеотидной последовательности хроматограммы, - Определение типов ДНК, составляющих секвенируемую популяцию. Предсказанные ДНК-типы далее могут быть охарактеризованы методами поиска по базам данных биологических последовательностей (например, blast) или с помощью филогенетического анализа совместно с последовательностями словаря. - Определение наличия и размера делеций/вставок и их положений относительно референс последовательности. Построение консенсус-последовательности, соответствующей доминирующей в смеси субпопуляции типов ДНК. Мы показали применимость метода для разделения смеси генотипов вируса гепатита В, типирования бактериальных сообществ в клинических образцах человека по 16S РНК и определения делеций/вставок в гене PncA M. tuberculosis.

Alexander Favorov
Artem Artemov, Dmitri Pervushin, Artem Tokarchuk, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Kinetic model explains correlation of DNA methylation with tissue-specific alternative splicing and alternative polyadenylation Downoad paper
Abstract: In the current work we observed the following evidence of an association between DNA methylation and alternative splicing: the regions between alternative acceptor sites tend to have higher DNA methylation compared to the regions between consitutive acceptor sites. Moreover, for the case of cassette exons we observed correlations between their inclusion rate and methylation of the corresponding downstream intron. The similar effect exists for alternative polyadenylation sites: DNA methylation downstream of alternative polyadenylation sites was higher compared to the one downstream of constitutive sites.

Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.

Yuri Fantin, Alexey Neverov, Alexander Favorov, Andrey Mironov, Vladimir Chulanov
The tool for analysis of direct sequencing chromatograms Downoad paper
Abstract: Метод прямого или популяционного секвенирования продукта ПЦР широко применяется в медицинских диагностических и научных целях. Хроматограммы полученные данным методом содержат информацию о смеси типов ДНК, одновременно амплифицированных при ПЦР. Важной задачей является извлечение информации, характеризующей генетическое разнообразие этих вариантов без применения клонирования ПЦР продукта. В настоящей работе мы предлагаем новый метод расшифровки хроматограммы популяционного секвенирования и новый жадный алгоритм расшифровки структуры популяции - BCV. На входе алгоритма — последовательность пиков хроматограммы и словарь (множественное выравнивание последовательностей). Мы предполагаем, что хроматограмма является результатом секвенирования локуса генома, гомологичного последовательностям словаря. Существует три основных варианта использования программы: - Определение нуклеотидной последовательности хроматограммы, - Определение типов ДНК, составляющих секвенируемую популяцию. Предсказанные ДНК-типы далее могут быть охарактеризованы методами поиска по базам данных биологических последовательностей (например, blast) или с помощью филогенетического анализа совместно с последовательностями словаря. - Определение наличия и размера делеций/вставок и их положений относительно референс последовательности. Построение консенсус-последовательности, соответствующей доминирующей в смеси субпопуляции типов ДНК. Мы показали применимость метода для разделения смеси генотипов вируса гепатита В, типирования бактериальных сообществ в клинических образцах человека по 16S РНК и определения делеций/вставок в гене PncA M. tuberculosis.

Anna Nikulova, Andrey Mironov, Alexander Favorov
CORECLUST: prediction of cis-regulatory modules together with deciphering of their conserved regulatory grammar Downoad paper
Abstract: Для понимания регуляции транскрипции генов необходимо знать закономерности, лежащие в основе группировки сайтов связывания факторов транскрипции (ССТФ) и формирования ткане-специфичных регуляторных элементов. В этой работе мы представляем метод - CORECLUST (COnservative REgulatory CLUster Structure) - для поиска регуляторных участков в геномах эукариот. Используя набор известных позиционно-весовых матриц, CORECLUST конструирует модель регуляторного участка данного гена, описывающую консервативные правила взаиморасположения ССТФ (структуру регуляторного участка). Построенная модель далее может быть использована для поиска регуляторных участков со схожей структурой, а также для изучения регуляторной «грамматики» исследуемой системы. Применение CORECLUST к хорошо изученной системе Drosophila показало, что, имея в качестве исходных данных только один ортологичный кластер генов, наш алгоритм находит значительное количество сходно регулирующихся генов. Изучение структуры регуляторных участков генов раннего развития Drosophila выявило закономерности в расположении ССТФ, характерные для этой системы, некоторые из которых подтверждаются литературными данными. По сравнению с двумя другими известными программами, CORECLUST демонстрирует лучшую корреляцию предсказанных регуляторных модулей с известными регуляторными участками.

Gennady Fedonin
Gennady Fedonin, Marat Kazanov
Prediction of Primary Specificity of Matrix Metalloproteinases using Machine Learning Methods Downoad paper
Abstract: Eight proteases from different subgroups of MMP family were studied. Predictive models of primary specificity were built for these proteases based on proteolytic activity measurements for 1369 peptides, which were selected experimentally from 64 million of peptides of length 6 and were known to be actively cleaved by at least one of considered proteases. Linear regression models were used to predict proteolytic activity of each protease on peptide given it's amino acid sequence. Naive Bayes classifier and logistic regression were used to solve binary classification problem, in which experimental peptides were considered as positive examples while random peptides were considered as negative ones. Another variant of regression problem was suggested: to use random peptides both in training and testing sets, setting error for them to be zero, if predicted value is less than minimal activity in the sample for given protease, and, otherwise, to be equal to squared deviation of predicted value from minimal activity. Feature selection methods were used to determine amino acid sequence positions, which are relevant for specificity prediction. Models' validation was performed on CutDB - a database of experimentally observed proteolytic events. All models were used to organize all possible cleavage sites of proteins form CutDB in order of decrease of proteolytic activity of each protease on given peptide. ROC curves were built using CutDB data to demonstrate efficiency of suggested models.

Gennady Fedonin, Pavel Shelyakin
Statistical Prediction of Peaks of Light Absorption Spectra of Rhodopsins Downoad paper
Abstract: A sample of amino acid sequences of rhodopsins from different families and their light absorption peaks values, obtained form literature, was studied. All sequences were aligned by Pfam multiple alignment tools using Rhodopsin_N and 7tm_1 family profiles. Obtained alignments were unified in one alignment. Positions with large proportion of gaps were deleted. Resulting alignment and corresponding light absorption peaks values were used to build linear regression model. Positions, in which mutations lead to significant shift of peaks' location, obtained from literature, were used as predictors. Feature selection methods were also used to determine positions of alignment, which are relevant for peak values prediction. Model accuracy was estimated by cross-validation and by performance on the set of mutated rhodopsin sequences with known light absorption peaks values.

Vera Philippova
Vera Philippova, Vassili Postnikov
Analysis of methods of image ranking by apperance simularity Downoad paper
Abstract: В работе исследованы различные методы сравнения изображений бортов автомобилей. Проведен сравнительный анализ их качества по метрике NDCG.

Dmitrij Frishman
Harald Marx, Fiona Pachl, Dmitrij Frishman, Bernhard Kuster
Annotation of the porcine genome using high-throughput proteomics Downoad paper
Abstract: Mass spectrometry based proteomics has become the method of choice for sequencing and identifying peptides and proteins in any species. Today, thousands of proteins can be analysed simultaneously at very high sensitivity and throughput as long as the underlying nucleotide sequence information is available. Given that proteins are the major functional units in living systems, peptide sequencing by mass spectrometry can also be used to identify coding regions within an assembled but otherwise unannotated genome. We have have sequenced thousands of peptides from all major organs of the adult pig and identified the corresponding exons within the recently completed genome sequence. Comparisons to full RNA sequence information shows that proteomics identified exons not recognised by gene prediction software and, in fact, can be used to refine the gene models suggested by high throughput pipelines. A unique feature of protein level analysis is that it enables the identification of post-translational modifications. We have identified hundreds of hitherto unknown phosphorylation, acetylation and methylation sites in the pig proteome which furthers functionalises the pig genome sequence.

Alexey Frolov
Dmitry Osipov, Alexey Frolov, Victor Zyablov
A jamming-proof q-ary code based signal-code construction Downoad paper
Abstract: В работе предлагается сигнально-кодовая конструкция на базе q-ичных кодов, предназначенная для защиты данных, передаваемых по радиоканалам, от воздействия сосредоточенных помех различного типа. Исследуются вероятностные характеристики системы передачи данных, использующей предлагаемую в работе сигнально-кодовую конструкцию, в условиях воздействия сосредоточенных помех, по структуре аналогичных полезному сигналу.


up

G

Sofya Garushyants
Sofya Garushyants, Marat Kazanov
Horizontal gene transfer and genome evolution in Methanosarcina Downoad paper
Abstract: В настоящий момент известны последовательности геномов трех архей из рода Methanosarcina. Размер генома всех представителей этого рода значительно превышает средний размер генома архей. Так геном M.acetivorans составляет около 5 млн. пар оснований (пн), а геном M.barkeri - 4,8 млн. пн, при средней длине генома для архей около 3 млн. пн. Отличие наблюдается не только по физической длине генома, но и по количеству закодированных в нем генов. Было показано, что около 30% генов Methanosarcina mazei и около 20% генов Methanosarcina acetivorans имеют бактериальное происхождение (Deppenmeier et al., 2002, Galagan et al., 2002). Большое количество генов бактериального происхождения свидетельствует об активном горизонтальном переносе генов из бактерий в археи, при этом остается непонятным, в какие опероны встраиваются горизонтально перенесенные гены и как такие гены регулируются. В данной работе был применен метод сравнительной геномики для поиска общих для Methanosarcina горизонтально перенесенных генов, было изучено геномное окружение найденных генов и проведен поиск консервативных регуляторных последовательностей методом генетического футпринтинга. Были построены ортологические ряды для Methanosarcina, для каждого ряда был осуществлен поиск гомолов. Ряд отбирался для дальнейшего исследования если для всех белков ряда, все ближайшие гомологи были из бактерий. Для всех отобранных рядов был произведен филогенетический анализ, если все белки ряда располагались на одной ветви только с бактериальными белками, то они считались горизонтально перенесенными. Было показано, что предыдущие оценки количества генов бактериального происхождения были значительно завышены, более того, горизонтальные переносы из бактерий происходили не только в общего предка Methanosarcina, но и раньше в общего предка всего семейства Methanosarcinaceae. Было показано, что горизонтально перенесенные гены не всегда группируются в отдельные опероны, но часто оказываются встроенными в опероны архей, которые содержат гены с похожими функциями.

Ludwig Geistlinger
Ludwig Geistlinger, Gergely Csaba, Robert Küffner, Nicola Mulder, Ralf Zimmer
From Sets To Graphs: Towards a Realistic Enrichment Analysis of Transcriptomic Systems Downoad paper
Abstract: Current gene set enrichment approaches do not take interactions and associations between set members into account. We analyzed established gene set enrichment methods and their result sets in a large-scale investigation of 1000 expression datasets. The reported statistically significant gene sets exhibit only average consistency between the observed patterns of differential expression and known regulatory interactions. We present Gene Graph Enrichment Analysis (GGEA) to detect consistently and coherently enriched gene sets, based on prior knowledge derived from directed gene regulatory networks (GRNs). GGEA significantly increases the detection of gene sets where measured positively or negatively correlated expression patterns coincide with directed inducing or repressing relationships thus facilitating further interpretation of gene expression data.

Mikhail Gelfand
Dmitry Vinogradov, Maria Logacheva, Mikhail Gelfand
SNP analysis in four Fagopyrum transcriptomes Downoad paper
Abstract: We examined four Fagopyrum transcriptomes (F. esculentum, F. tataricum, F. homotropicum and F. cymosum) in search of SNPs. Here I will discuss our methods and some preliminary results.

Yuriy Korostelev, Olga Laikova, Alexandra Rakhmaninova, Mikhail Gelfand
Prot-DNA-Korr: an online tool for studying correlations between amino acid sequences of transcription factors and their DNA binding sites Downoad paper
Abstract: We have developed an online tool that analyzes statistical properties of transcription factors and their DNA binding sites and uses it to determine positions, important for the specific protein-DNA recognition. A tool has been applied in studying several transcription factors families. Moreover a tool can be used in studying correlated pairs of positions in pairs of contacting proteins.

Pavel Mazin, Philipp Khaitovich, Mikhail Gelfand
Splicing changes in primate brain development Downoad paper
Abstract: Несмотря на интенсивные исследования, молекулярные механизмы, ответственные за анатомические, поведенческие и когнитивные отличия человека от его ближайших эволюционных родственников - обезьян, остаются неясными. В данной работе мы использовали методы секвенирования нового поколения, чтобы исследовать разницу в сплайсинге между человеком, шимпанзе и макакой в двух областях головного мозга - префронтальной коре и мозжечке, в новорожденных и взрослых. Мы показали, что из более чем 10 тысяч генов, экспрессирующихся на детектируемом уровне, более 12% имеют значимые различия в сплайсинге белок-кодирующих экзонов между видами. Таким образом, сплайсинг может играть существенную роль в фенотипических отличиях между приматами.

Ekaterina Khrameeva, Mikhail Gelfand
Interlaboratory and Interplatform Comparisons of 117 mRNA and Genome Sequencing Experiments Downoad paper
Abstract: Next-generation sequencing technologies have completely transformed the field of genetics, making it possible to generate large amounts of sequence data very rapidly and at a low cost. However, it is not clear to what extent the obtained results are consistent across platforms or versions thereof, or even between different laboratories. We observed high dependency of the gene coverage profiles on the producing laboratory. Sequencing of transcriptomes in different laboratories, even from the same tissue and on identical platforms, yielded quite different gene coverage profiles.

Valery Gitis
Valery Gitis, Alexander Derendyaev, Gennady Sobolev
Analysis of Cluster Component of Seismic Flow Downoad paper
Abstract: В работе выполнен анализ кластерной составляющей сейсмического потока для регионов Камчатки и Японии. Показано, что зависимость логарифма числа кластеров от логарифма количества событий в кластерах является линейной. Это свидетельствует о самоподобии кластерной сейсмичности. Кроме того, угол наклона данной линейной зависимости совпадает в разных регионах при различных уровнях значимости, что, возможно, показывает универсальность данного параметра. Анализ показал, что большая часть сильнейших землетрясений регионов относится к выделенным кластерам, однако кластерная составляющая предшествует не всем сильнейшим землетрясениям.

Anna Gogleva
Anna Gogleva, Irena Artamonova
Prokaryotic CRISPR immune system in the human microbiome Downoad paper
Abstract: CRISPR-системы обеспечивают бактериям и археям специфический иммунитет к чужеродной ДНК, в первую очередь — фаговой. При заражении бактериофагом бактерии, несущей CRISPR-кассету происходит добавление к кассете нового спейсера, идентичного по последовательности участку фагового генома. Именно этот спейсер обеспечивает устойчивость данной бактерии к фагу. Таким образом, CRISPR-системы являются уникальным отпечатком истории относительно недавних заражений бактериофагами клетки-хозяина и могут служить удобным средством для описания взаимодействий прокариотических организмов и специфичных к ним вирусов в пределах одной экологической ниши. Большой интерес представляет изучение CRISPR систем микробиома человека, имеющих, в частности, непосредственное отношение к фундаментальным основам фаготерапии. В настоящий момент начинают появляться данные метагеномных исследований микробиома человека и других животных, а так же метатранскриптомные и метапротеомные данные. В этой работе предполагается выявить и описать CRISPR-системы в микробиоме человека, сопоставить данные как для различных отделов микробиома, так и для разных индивидуумов, а так же оценить полноту описания, анализируя различные доступные метагеномные проекты.

Anton Goloborodko
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Yuri Golubev
Yuri Golubev, Ekaterina Krymova
Modified barycentric method Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача восстановления одномерной функции, заданной значениями на дискретном множестве точек. Хорошо известно, что интерполяция дробно-рациональными функциями может обеспечить потенциально очень высокую точность как для гладких функций, так и для функций"склеенных" из гладких кусков. К сожалению, практическое вычисление хороших дробно-рациональных интерполяций связано с необходимостью контролировать отсутствие полюсов у интерполятора на действительной оси. Эта задача является довольно сложной с вычислительной точки зрения и поэтому на практике довольно часто используется барицентрический метод построения дробно-рациональных интерполяций. Однако, часто оказывается, что точность этого метода при нерегулярном расположении точек может быть неудовлетворительна. При интерполяции же функций с разрывами наблюдается, как правило, настолько большой эффект Гиббса, что использование метода теряет смысл. В работе предлагается модификация барицентрического метода, позволяющая существенно уменьшить возникающие в классическом случае артефакты. Приводятся также результаты сравнения модифицированного барицентрического метода с классическими методами одномерной аппроксимации.

Renat Gontsov
Ilya Vyugin, Renat Gontsov
Towards the Il'yashenko-Khovanskii result on the solvability of Fuchsian systems with small coefficients by quadrature Downoad paper
Abstract: Работа посвящена разрешимости в квадратурах фуксовых систем линейных дифференциальных уравнений. Уточняется результат Ю.С. Ильяшенко, А.Г. Хованского, получивших критерий разрешимости фуксовых систем с достаточно малыми коэффициентами.

Evgeny Gordienko
Elena Shustrova, Evgeny Gordienko, Irena Artamonova
Comparison of evolutionary rates for old and new copies of recently duplicated human genes Downoad paper
Abstract: Хорошо известно, что дупликации, приводящие к увеличению количества генов, являются действенным механизмом эволюции. Дупликации и мутационный процесс тесно связаны, и в том числе приводят к появлению генов с новыми функциями. Для некоторых случаев было показано, что после дупликации в двух копиях гена эволюция происходит с различными скоростями. Предложен новый способ выявления старой и новой копий паралогичных генов и оценена асимметрия скоростей эволюции недавно дуплицированных генов человека.

Alexander Gorshkov
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Mikhail Gorshkov
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Alexander Grishin
Evgeny Zhvansky, Oksana Tsishkova, Alexander Grishin, Elena Keshinyan
The researching of motor activity of healthy infants and infants with different movement disorders Downoad paper
Abstract: Целью данной работы было исследование нейромышечных характеристик детей раннего возраста в норме и при двигательных нарушениях с помощью поверхностной электромиографии, а также разработка критериев объективизации эффективности проводимого лечения. Были обследованы 30 детей в возрасте от 6-ти месяцев до 3-х лет. Из них 17 детей с двигательными нарушениями центрального генеза (6 - с атонически-астатической формой ДЦП, 11 - со спастическими формами ДЦП), 5 - с двигательными нарушениями периферического генеза, 8 - здоровых. Во время регистрации ЭМГ ребенку в положении лежа проводилось сгибание и разгибание коленных и тазобедренных суставов. Регистрировалась ЭМГ активность основных мышц бедра и голени. Рассчитаны параметры, отражающие степень спастичности мышц и сложившиеся двигательные паттерны. Выявлена тенденция изменения параметров к норме в ходе лечения.


up

I

Andrey Gushchin
Andrey Gushchin, Mikhail Yakimov
Block-ACK efficiency of delay sensitive traffic transmission in IEEE 802.11s MCCA Downoad paper
Abstract: Блочная передача трафика является механизмом увеличения производительности сети за счет снижения накладных расходов канального уровня, связанных с квитированием кадров данных. Однако использование этого механизма совместно с детерминированным доступом к среде связано с некоторыми сложностями, одной из которых является необходимость соблюдения QoS-требований предъявляемых к передаваемым данным. В работе рассматривается применение механизма блочной передачи для одношаговой и многошаговой передачи периодического трафика, чувствительного к задержкам, в сетях IEEE 802.11s с использованием детерминированного доступа MCCA. В работе предлагается алгоритм, позволяющий с помощью имитационного моделирования определить оптимальные параметры устанавливаемого резервирования для передающей станции, а также исследуется целесообразность использования блочной передачи и определяется область ее эффективности.


up

K

Mikhail Kapitonov
Mikhail Kapitonov, Elena Maximova, Vera Talis
Вертикальная стойка детей и взрослых с нарушениями сенсомоторной интеграции Downoad paper
Abstract: Поддержание вертикальной стойки - сложная двигательная задача, которую ежедневно выполняет опорно-двигательная система человека. Целью данной работы является сравнение вертикальной стойки взрослых и детей, как здоровых, так и с нарушениями сенсомоторной интеграции в различных зрительных и проприоцептивных условиях стояния. В исследовании участвовали 7 здоровых взрослых и 8 детей, а также 5 взрослых и 5 детей с нарушениями сенсомоторной интеграции, которые в течение 30 секунд стояли на стабилографе в условиях измененного зрительного контроля (глаза закрыты) и проприоцепции от мышц ног (на мягкой опоре - поролоне). Получено, что в нормальной стойке площадь колебаний центра давления (ЦД) в группе здоровых взрослых была наименьшей, в группе здоровых и больных детей была увеличена в 2 раза по сравнению с группой здоровых взрослых и в более чем в 3 раза - в группе больных взрослых. При усложнении условий стояния от положения с закрытыми глазами к стойке на поролоне площадь колебания ЦД увеличивалась во всех группах, а положение ЦД сдвигалось вперед по стопе во всех группах, кроме группы здоровых детей (в стойке с закрытыми глазами положение ЦД не изменилось, а в стойке на поролоне - сдвинулось назад по сравнению с исходной стойкой). Полученные результаты позволяют заключить, что усложненные условия стояния активизировали разные приспособительные механизмы у здоровых и больных обследованных, которые в свою очередь зависели от возраста испытуемых.

Anna Kasparson
Anna Kasparson, Vadim Maximov
Colour cues are more informative for dogs than brightness Downoad paper
Abstract: The results of early studies on colour vision in dogs led to the conclusion that chromatic cues are unimportant for dogs during their normal activities. Nevertheless, the canine retina possesses two cone types which provide at least the potential for colour vision. Recently, experiments controlling for the brightness information in visual stimuli demonstrated that dogs have the ability to perform chromatic discrimination. However, these results remain controversial, and it is still not clear whether dogs prefer to use chromatic or achromatic information when discriminating between visual objects. Here we show that for eight previously untrained dogs colour proved to be more informative than brightness when choosing between visual stimuli differing both in brightness and chromaticity. Though, unlike previous works, in our experiments brightness could have been for sure used by the dogs, it was not.

Marat Kazanov
Gennady Fedonin, Marat Kazanov
Prediction of Primary Specificity of Matrix Metalloproteinases using Machine Learning Methods Downoad paper
Abstract: Eight proteases from different subgroups of MMP family were studied. Predictive models of primary specificity were built for these proteases based on proteolytic activity measurements for 1369 peptides, which were selected experimentally from 64 million of peptides of length 6 and were known to be actively cleaved by at least one of considered proteases. Linear regression models were used to predict proteolytic activity of each protease on peptide given it's amino acid sequence. Naive Bayes classifier and logistic regression were used to solve binary classification problem, in which experimental peptides were considered as positive examples while random peptides were considered as negative ones. Another variant of regression problem was suggested: to use random peptides both in training and testing sets, setting error for them to be zero, if predicted value is less than minimal activity in the sample for given protease, and, otherwise, to be equal to squared deviation of predicted value from minimal activity. Feature selection methods were used to determine amino acid sequence positions, which are relevant for specificity prediction. Models' validation was performed on CutDB - a database of experimentally observed proteolytic events. All models were used to organize all possible cleavage sites of proteins form CutDB in order of decrease of proteolytic activity of each protease on given peptide. ROC curves were built using CutDB data to demonstrate efficiency of suggested models.

Sofya Garushyants, Marat Kazanov
Horizontal gene transfer and genome evolution in Methanosarcina Downoad paper
Abstract: В настоящий момент известны последовательности геномов трех архей из рода Methanosarcina. Размер генома всех представителей этого рода значительно превышает средний размер генома архей. Так геном M.acetivorans составляет около 5 млн. пар оснований (пн), а геном M.barkeri - 4,8 млн. пн, при средней длине генома для архей около 3 млн. пн. Отличие наблюдается не только по физической длине генома, но и по количеству закодированных в нем генов. Было показано, что около 30% генов Methanosarcina mazei и около 20% генов Methanosarcina acetivorans имеют бактериальное происхождение (Deppenmeier et al., 2002, Galagan et al., 2002). Большое количество генов бактериального происхождения свидетельствует об активном горизонтальном переносе генов из бактерий в археи, при этом остается непонятным, в какие опероны встраиваются горизонтально перенесенные гены и как такие гены регулируются. В данной работе был применен метод сравнительной геномики для поиска общих для Methanosarcina горизонтально перенесенных генов, было изучено геномное окружение найденных генов и проведен поиск консервативных регуляторных последовательностей методом генетического футпринтинга. Были построены ортологические ряды для Methanosarcina, для каждого ряда был осуществлен поиск гомолов. Ряд отбирался для дальнейшего исследования если для всех белков ряда, все ближайшие гомологи были из бактерий. Для всех отобранных рядов был произведен филогенетический анализ, если все белки ряда располагались на одной ветви только с бактериальными белками, то они считались горизонтально перенесенными. Было показано, что предыдущие оценки количества генов бактериального происхождения были значительно завышены, более того, горизонтальные переносы из бактерий происходили не только в общего предка Methanosarcina, но и раньше в общего предка всего семейства Methanosarcinaceae. Было показано, что горизонтально перенесенные гены не всегда группируются в отдельные опероны, но часто оказываются встроенными в опероны архей, которые содержат гены с похожими функциями.

Anton Kazennikov
Anton Kazennikov
Morphological Guesser Algorithm Based on ETAP-3 Dictionary Data Downoad paper
Abstract: В настоящей работе представлен способ построения морфологического анализатора для неизвестных слов на основе словарей системы ЭТАП-3. Анализатор строится на базе конечного автомата. В качестве исходного материала для построения анализатора используются словари системы ЭТАП-3. При построении анализатора в автомат вносится изменяемая часть слова с приписанными морфологическими характеристиками. Представленный в работе алгоритм был экспериментально опробован на корпусе СинТагРус, где показал свою эффективность. Таким образом, алгоритм может использоваться как для непосредственной задачи анализа неизвестных слов, так и для задачи стемминга (лемматизации).

Anna Kaznadzey
Anna Kaznadzey, Pavel Shelyakin
Evolution study and classification of carbohydrate metabolism genome loci in bacteria Downoad paper
Abstract: Целью данной работы является исследование геномных локусов, относящихся к углеводному метаболизму бактерий. В состав локуса, ответственного за метаболизм каждого конкретного сахара или группы сахаров, входит ряд генов, кодирующих белки, которые участвуют в биохимических превращениях углеводов, таких как фосфорилирование, гидролиз, изомеризация, а также, как правило, трансмембранные переносчики и регуляторы транскрипции. Сравнение распределений семейств и подсемейств белков разных функциональных классов по бактериальному филогенетическому древу позволяет обнаруживать комбинации эволюционно совместимых групп и оценивать степень функциональной совместимости их представителей.

Elena Keshinyan
Evgeny Zhvansky, Oksana Tsishkova, Alexander Grishin, Elena Keshinyan
The researching of motor activity of healthy infants and infants with different movement disorders Downoad paper
Abstract: Целью данной работы было исследование нейромышечных характеристик детей раннего возраста в норме и при двигательных нарушениях с помощью поверхностной электромиографии, а также разработка критериев объективизации эффективности проводимого лечения. Были обследованы 30 детей в возрасте от 6-ти месяцев до 3-х лет. Из них 17 детей с двигательными нарушениями центрального генеза (6 - с атонически-астатической формой ДЦП, 11 - со спастическими формами ДЦП), 5 - с двигательными нарушениями периферического генеза, 8 - здоровых. Во время регистрации ЭМГ ребенку в положении лежа проводилось сгибание и разгибание коленных и тазобедренных суставов. Регистрировалась ЭМГ активность основных мышц бедра и голени. Рассчитаны параметры, отражающие степень спастичности мышц и сложившиеся двигательные паттерны. Выявлена тенденция изменения параметров к норме в ходе лечения.

Philipp Khaitovich
Pavel Mazin, Philipp Khaitovich, Mikhail Gelfand
Splicing changes in primate brain development Downoad paper
Abstract: Несмотря на интенсивные исследования, молекулярные механизмы, ответственные за анатомические, поведенческие и когнитивные отличия человека от его ближайших эволюционных родственников - обезьян, остаются неясными. В данной работе мы использовали методы секвенирования нового поколения, чтобы исследовать разницу в сплайсинге между человеком, шимпанзе и макакой в двух областях головного мозга - префронтальной коре и мозжечке, в новорожденных и взрослых. Мы показали, что из более чем 10 тысяч генов, экспрессирующихся на детектируемом уровне, более 12% имеют значимые различия в сплайсинге белок-кодирующих экзонов между видами. Таким образом, сплайсинг может играть существенную роль в фенотипических отличиях между приматами.

Evgeny Khorov
Anton Kiryanov, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
IEEE 802.11s Peering Management Analytical Study Downoad paper
Abstract: Одной из наиболее важных задач при создании меш-сетей является обнаружение соседних станций, установление и поддержание соединения с ними. Устанавливаемые соединения должны быть стабильными, надежными и обеспечивать высокую вероятность успешной передачи данных. В то же время, установление нового соединения должно происходить как можно быстрее. Существуют различные реализации механизмов установления соединения (МУС), эффективность которых обычно проверяется при помощи имитационного моделирования. В данной статье разработаны оригинальные показатели эффективности МУС, построены математические модели алгоритмов принятия решений об открытии и закрытии соединений, предложена модернизация алгоритма принятия решений, используемого на сегодняшний день в драйверах многих устройств. С помощью математических моделей в работе показано, что данная модернизация представляет собой парето улучшение существующего механизма принятия решений.

Pavel Nekrasov, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
Analysis of joint using of proactive and reactive routing information distribution techniques in MANETs Downoad paper
Abstract: Оценка эффективности передачи в сетях MANET мультимедийных потоков является важной задачей в области телекоммуникационных систем. Неудачно выбранный способ рассылки сетевой информации в таких сетях может привести к большому объёму служебного трафика и низкому качеству построенных маршрутов, что, в конечном итоге, приводит к низкому качеству передачи мультимедийной информации. Как показывают многие исследования, эффективность как проактивного, так и реактивного способа рассылки существенно зависит от рассматриваемого сценария. В данной работе предложен способ совместного использования проактивной и реактивной рассылки сетевой информации в сети MANET и доказано, что такой подход позволяет расширить диапазон сценариев, в котором работа протокола маршрутизации эффективна с точки зрения передачи мультимедийного трафика.

Dimitry Platov, Pavel Nekrasov, Evgeny Khorov
Research on improving mesh-network performance by introducing priority-based mechanism of storing packets in queue Downoad paper
Abstract: Передача данных в меш-сети осложняется наличием в ней скрытых станций. Существующие методы борьбы со скрытыми станциями непригодны для передачи по сети мультимедийного трафика. Одним из решений этой проблемы может быть увеличение максимального числа попыток передачи пакета, однако при высоких нагрузках на сеть это приводит к ещё большим потерям пользовательского трафика. В работе предлагается механизм, заключающийся в приоритетном хранении пакетов в очереди, который позволяет повысить качество передачи мультимедийного трафика при высоких нагрузках на сеть.

Evgeny Khorov
Study of Beacons Influence on MCCA Periodic Traffic in IEEE 802.11s Mesh Networks Downoad paper
Abstract: Биконы широко используются в меш-сетях IEEE~802.11s для передачи служебного трафика, а также в качестве индикаторов присутствия станции в сети. Спецификация IEEE 802.11s описывает механизм MBCA, сдвигающий биконы, чтобы предотвращать их коллизии друг с другом. Однако, он не накладывает других ограничений на выбор момента отправки биконов, в результате чего биконы различных узлов размещаются случайно относительно друг друга. В работе показано что такой подход сильно снижает емкость сети для периодического трафика, передаваемого с помощью детерминированного метода доступа к среде MCCA, и предлагается модификация алгоритма MBCA, уменьшающая этот вред до минимально возможного значения.

Anton Kiryanov, Evgeny Khorov, Dmitry Ostrovsky
NHDP Link Management Analytical Study Downoad paper
Abstract: Установление и поддержание соединений между станциями является важным аспектом маршрутизации в mesh-сетях. Механизм управления соединениями должен открывать только стабильные соединения, обеспечивающие высокую вероятность успешной передачи данных. В популярном протоколе маршрутизации OLSR \cite{OLSR-2} за управление соединениями отвечает протокол NHDP \cite{NHDP-RFC}, эффективность которого исследуется в данной работе. Построенная аналитическая модель, корректность которой проверена с помощью имитационного моделирования, позволяет не только настроить NHDP таким образом, чтобы соединения удовлетворяли заранее выбранным требованиям, но и указывает методы улучшения работы протокола.

Ekaterina Khrameeva
Ekaterina Khrameeva, Mikhail Gelfand
Interlaboratory and Interplatform Comparisons of 117 mRNA and Genome Sequencing Experiments Downoad paper
Abstract: Next-generation sequencing technologies have completely transformed the field of genetics, making it possible to generate large amounts of sequence data very rapidly and at a low cost. However, it is not clear to what extent the obtained results are consistent across platforms or versions thereof, or even between different laboratories. We observed high dependency of the gene coverage profiles on the producing laboratory. Sequencing of transcriptomes in different laboratories, even from the same tissue and on identical platforms, yielded quite different gene coverage profiles.

Anton Kiryanov
Anton Kiryanov, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
IEEE 802.11s Peering Management Analytical Study Downoad paper
Abstract: Одной из наиболее важных задач при создании меш-сетей является обнаружение соседних станций, установление и поддержание соединения с ними. Устанавливаемые соединения должны быть стабильными, надежными и обеспечивать высокую вероятность успешной передачи данных. В то же время, установление нового соединения должно происходить как можно быстрее. Существуют различные реализации механизмов установления соединения (МУС), эффективность которых обычно проверяется при помощи имитационного моделирования. В данной статье разработаны оригинальные показатели эффективности МУС, построены математические модели алгоритмов принятия решений об открытии и закрытии соединений, предложена модернизация алгоритма принятия решений, используемого на сегодняшний день в драйверах многих устройств. С помощью математических моделей в работе показано, что данная модернизация представляет собой парето улучшение существующего механизма принятия решений.

Anton Kiryanov, Evgeny Khorov, Dmitry Ostrovsky
NHDP Link Management Analytical Study Downoad paper
Abstract: Установление и поддержание соединений между станциями является важным аспектом маршрутизации в mesh-сетях. Механизм управления соединениями должен открывать только стабильные соединения, обеспечивающие высокую вероятность успешной передачи данных. В популярном протоколе маршрутизации OLSR \cite{OLSR-2} за управление соединениями отвечает протокол NHDP \cite{NHDP-RFC}, эффективность которого исследуется в данной работе. Построенная аналитическая модель, корректность которой проверена с помощью имитационного моделирования, позволяет не только настроить NHDP таким образом, чтобы соединения удовлетворяли заранее выбранным требованиям, но и указывает методы улучшения работы протокола.

Evgeniya Klimova
Evgeniya Klimova, Dmitri Pervushin
CAGE data suggest modulation of alternative splicing by regulatory RNAs transcribed from the opposite strand Downoad paper
Abstract: Альтернативный сплайсинг - это процесс, наблюдаемый у эукариот, в результате которого экзоны пре-мРНК, образованные после транскрипции, могут сшиваться не одним, а несколькими различными способами. До недавнего времени было известно о существовании транс-регуляции этого процесса различными белковыми факторами. Но в последние годы были найдены экспериментальные подтверждения транс-регуляции альтернативного сплайсинга молекулами некодирующих РНК. Так, малая ядрышковая РНК HBII-52 принимает участие в регуляции сплайсинга серотонинового рецептора, а некодирующая 17А РНК мешает правильному сплайсингу GABA B2 рецептора. Таким образом, антисенс-транскрибируемые молекулы РНК могут мешать сплайсингу, скрывая от сплайсеосомы сайты сплайсинга, играющие в нём ключевую роль. В данной работе мы использовали данные CAGE для поиска точек инициации транскрипции на противоположной цепи ДНК от сайтов сплайсинга. Мы изучили распределение точек инициации транскрипции в окрестности альтернативный сайтов сплайсинга и получили статистические свидетельства возможности регуляции сплайсинга молекулами РНК, используя в качестве контроля конститутивные сайты сплайсинга и конститутивные интроны и экзоны. Мы выяснили, что в интронной части окрестности альтернативных акцепторных и донорных сайтов сплайсинга частота антисенс-транскриптов больше по сравнению с окрестностями конститутивных сайтов сплайсинга. Также, наблюдаемая частота встречаемости антисенс-транскриптов в интронной части окрестностей донорных и акцепторных сайтов меньше, чем соответствующая частота в контроле - серединных частях конститутивных экзонов, но больше, чем в серединных частях конститутивных интронов.

Irina Kobozeva
Irina Kobozeva, Victor Zyablov
Combinatorial Estimation of Code Distance for GEL-Codes Downoad paper
Abstract: В работе выводятся комбинаторные оценки для кодового расстояния ОЛО-кодов. Также рассмотрены схемы выбора оптимальной структуры ОЛО-кодов, основанные на максимизации кодового расстояния и на минимизации ошибки декодирования, и произведено их сравнение, основанное на результах моделирования для ОЛО-2-кодов.

Sergey Komech
Xavier Descombes, Sergey Komech
Boundary Distortion Volume and Invariant Metric in Image Analysis Downoad paper
Abstract: We consider the shape descriptor based on a directional characterization and boundary distortion volume. Our descriptor of the shape is invariant with respect to rotation, reflection, translation and scaling. We study properties of proposed mathematical model.

Konstantin Kondrashov
Konstantin Kondrashov, Victor Zyablov
On the Lower Bound on the Free Distance of (Partial) Unit Memory Codes Based on Random Codes Downoad paper
Abstract: Рассмотрены двоичные сверточные коды с (частично) единичной памятью на основе случайных блоковых кодов. Получена нижняя граница свободного расстояния случайных кодов с (частично) единичной памятью.

Alexey Kondrashov
Vladimir Seplarskiy, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Сryptic variation of the Drosophila transversion/transition ratio. Downoad paper
Abstract: Mutation rate varies between adjacent sites. A part of this variation isdue to well-recognized contexts, but another part is cryptic. However, the overall mutation rateprovides just the most basic description of the mutation process. We investigatedvariation in the most fundamental parameter characterizing thepattern ofmutation, the transversion/transition ratio, and detected a lot of cryptic variation.Incontrast to rate, pattern varies not only at individual sites.

Nadezhda Terekhanova, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Heterotachy of double substitutions in neighboring nucleotides in non-coding sequence Downoad paper
Abstract: Both the mutation rate and the selective pressure are non-uniform along the non-coding DNA segments. However, the durability of this variation is poorly understood. Here, we study the tendency of pairs of neighboring substitutions in the non-coding sequence to occur in the same phylogenetic lineage. The lineage in which each substitution has occurred is revealed by maximum parsimony in comparison of human with chimp (using orangutan as an outgroup), and in comparison of D. melanogaster and D. simulans (using D. erecta as an outgroup). In both cases, the substitutions in neighboring nucleotides tend to occur in the same lineage. This effect decreases with distance between nucleotides, but is still pronounced for substitutions at ~10 nucleotides from each other. Possible mutational and selective explanations for this pattern are discussed.

Evgeny Leushkin, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Selection on intron length in Drosophila melanogaster genes Downoad paper
Abstract: In our work we studied mode of selection acting on intron length, which can be stabilizing (preferring the optimal intron length) or directional (with no optimum on fitness landscape) in it's nature. The intron length can be affected by an insertion or a deletion event (collectively, an indel). Low-frequency alleles in population reveal action of mutational process, whereas at higher frequencies proportion of slightly deleterious alleles declines compared to neutral variants. Such decline represents the action of the negative seletion. In our work we show that mutation process smooths the peak of the intron length distribution to both sides. But selection, preferring insertions to deletions, shifts distribution to the right, with introns of length more than 60bp having tendency to lengthen independent on their current length, which implies directional selection on intron length.

Olga Vakhrusheva, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Functional Conservation without Detectable Sequence Similarity Downoad paper
Abstract: Functional significance of noncoding sequences is commonly assessed through above-random conservation between genomes. However there is accumulating data that points to the rapid turnover of regulatory sequences. In the case of generality of this phenomenon direct similarity-based approaches would be insufficient to infer functional significance of noncoding sequences. Here we address the question of whether functional conservation is possible without sequence conservation. We apply bioinformatics approach to this problem by tracing patterns of conservation in orthologous introns in two distant pair of species. Our findings suggest that orthologous noncoding genomic compartments may continue to play a functional role in distant species even after having diverged beyond recognition at the sequence level.

Mariya Baranova, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Population genetic analysis of ongoing two-nucleotide codon substitutions in D.melanogaster Downoad paper
Abstract: Fitness landscape, the function which relates fitness to genotype, can be visualized as isolated peaks separated by valleys. One of the interesting questions in evolutionary biology is whether it is possible for evolving organisms to overpass valleys of low fitness variants to achieve high fitness. We studied this possibility for double substitutions in protein coding sequences. We used the polymorphism of 162 lines of D.melanogaster to analyze the polymorphic codons separated by two nucleotide substitutions. When these two codons encoded the same amino acid (serine), the intermediate variant was observed more rarely than it was expected, implying selection against the intermediate variant. For other pairs of nonsynonymous substitutions, we could assess how the frequency of the intermediate variant depended on the absolute differences in amino acid properties between the three variants. The intermediate variant in two-substitution codons tends to be deleterious, and functional genome regions are depleted of it. Although the two substitutions typically represent two independent mutation events, they follow each other very quickly.

Daniil Kononenko
Daniil Kononenko
A Bayesian approach to the analysis of trend and seasonality in time-varying Markov regression models Downoad paper
Abstract: В работе рассматривается байесовский подход к задаче оценивания модели сигнала в рамках скрытой марковской модели. Предлагается способ моделирования тренда и сезонности в рамках линейной нормальной модели нестационарной регрессии. Задача решается с помощью обобщенной процедуры динамического программирования, работающей за линейное от длины сигнала время. Описывается вычислительный эксперимент на модельных данных.

Yuriy Korostelev
Yuriy Korostelev, Olga Laikova, Alexandra Rakhmaninova, Mikhail Gelfand
Prot-DNA-Korr: an online tool for studying correlations between amino acid sequences of transcription factors and their DNA binding sites Downoad paper
Abstract: We have developed an online tool that analyzes statistical properties of transcription factors and their DNA binding sites and uses it to determine positions, important for the specific protein-DNA recognition. A tool has been applied in studying several transcription factors families. Moreover a tool can be used in studying correlated pairs of positions in pairs of contacting proteins.

Alexey Kovalenko
Alexey Kovalenko, Anna Tsiganova, Andrey Lyakhov
Real-time multicast for local groups in multi-hop wireless networks. Downoad paper
Abstract: В данной работе рассматривается передача трафика приложений реального времени в беспроводных многошаговых широковещательных сетях. Выделяется два основных критерия качества — задержка и надежность передачи до конечных получателей. Анализируется один из основных механизмов, позволяющих минимизировать негативное влияние потерь пакетов — передача данных по нескольким путям для малой окрестности.

Stefan Kramer
Constanze Schmitt, Matthias Boeck, Stefan Kramer
SOM Biclustering of Gene Expression Data Downoad paper
Abstract: Self-Organising Maps (SOMs) are an unsupervised learning mechanism mainly used for dimensionality reduction of high-dimensional data. This makes them particularly useful when dealing with gene expression microarray data, where they are invaluable for exploratory data analysis, such as cluster identification. The classical SOM approach performs clustering in only one dimension. However, with multiple gene expression chips describing different experimental conditions or individuals, biclustering is far more suitable to detect patterns of co-expressed genes present in only a subset of the samples. Therefore, biclustering variants of SOMs would be required to transfer the advantages of SOMs to the world of gene expression bicluster analysis. This paper describes SOM-based biclustering approaches, in particular the approach by Cottrel et al. (Korresp) and one proposed extension, and assesses them on synthetic and biological data.

Matthias Boeck, Constanze Schmitt, Stefan Kramer
A Study of Dynamic Time Warping for the Inference of Gene Regulatory Relationships Downoad paper
Abstract: In this study we assess different variants of Dynamic Time Warping (DTW) for the inference of gene regulatory relationships. Apart from DTW on continuous time series, we present a novel angle-based discretization approach and a distance learning method that is combined with DTW to find new gene interactions. A positive influence of the distance optimization on the performance of the alignments of gene expression profiles could not yet be established. However, our results show that discretization can be important to the outcome of the alignments. The discretization is not only able to keep the important features of the time series, it is also able to perform better than regular DTW on the original data.

Artem Krasilov
Artem Krasilov, Andrey Lyakhov
Usage of MCCA for QoS provisioning in IEEE 802.11s networks Downoad paper
Abstract: В работе исследуется возможность предоставления качества обслуживания (QoS) в сетях IEEE 802.11s при передаче мультимедийного трафика с использованием механизма детерминированного доступа MCCA. Предлагаются изменения в правила работы MCCA, а также дополнительные механизмы, применение которых позволяет обеспечить гарантированное качество обслуживания. Представлены численные результаты, полученные с помощью имитационного моделирования, подтверждающие эффективность предложенных схем и механизмов.

Artem Krasilov, Andrey Lyakhov, Julia Moroz
Analysis of EDCA and MCCA interaction in IEEE 802.11s networks Downoad paper
Abstract: В стандарте IEEE 802.11s, описывающем принципы работы многошаговых беспроводных сетей с распределенным управлением, определены два принципиально различных механизма доступа к среде передачи данных: механизм случайного доступа EDCA и механизм детерминированного доступа MCCA. Все устройства сети обязаны поддерживать механизм EDCA, и, если включена соответствующая опция, дополнительно механизм MCCA. Для того, чтобы обеспечить совместную работу двух механизмов, в стандарте определено следующее правило: узлы сети не могут начать передачу с использованием случайного доступа, если их передача будет перекрываться с запланированной передачей соседнего узла (передачей с использованием механизма MCCA). Однако, стандарт не описывает как должен вести себя узел, если при использовании механизма EDCA он выйграл соревнование за канал и не может начать передачу по причине, описанной выше. Для решения этой проблемы в статье предлагаются два различных способа изменения правил работы механизма EDCA для обеспечения совместной работы с механизмом MCCA. С помощью аналитического и имитационного моделирования исследуется эффективность предложенных способов и делаются выводы о целесообразности использования того или иного способа.

Alexey Kreshchuk
Alexey Kreshchuk
Comparison of different RS code decoders, correcting few errors and multiple erasures Downoad paper
Abstract: В данной работе описаны коды Рида-Соломона. Представлен алгоритм декодирования, исправляющий ошибки и стирания. Данный алгоритм разбит на четыре этапа. Для каждого из этих этапов приведено несколько методов их реализации. Для каждого метода представлена оценка числа необходимых операций для декодирования представленного в статье РС кода. Представлена новая модификация алгоритма Форни. Построена программная реализация приведённых алгоритмов. Проведена экспериментальная оценка числа требуемых операций умножения.

Leonid Kreydlin
Leonid Kreydlin
Using descriptor weights in the ETAP-3 parser Downoad paper
Abstract: В ходе работы по совершенствованию синтаксического анализатора системы ЭТАП-3 был проведен эксперимент по вычислению уровня семантической связанности слов - потенциальных участников сочинительных конструкций - и по использованию полученных данных в процессе фильтрации синтаксических гипотез.

Ekaterina Krymova
Yuri Golubev, Ekaterina Krymova
Modified barycentric method Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача восстановления одномерной функции, заданной значениями на дискретном множестве точек. Хорошо известно, что интерполяция дробно-рациональными функциями может обеспечить потенциально очень высокую точность как для гладких функций, так и для функций"склеенных" из гладких кусков. К сожалению, практическое вычисление хороших дробно-рациональных интерполяций связано с необходимостью контролировать отсутствие полюсов у интерполятора на действительной оси. Эта задача является довольно сложной с вычислительной точки зрения и поэтому на практике довольно часто используется барицентрический метод построения дробно-рациональных интерполяций. Однако, часто оказывается, что точность этого метода при нерегулярном расположении точек может быть неудовлетворительна. При интерполяции же функций с разрывами наблюдается, как правило, настолько большой эффект Гиббса, что использование метода теряет смысл. В работе предлагается модификация барицентрического метода, позволяющая существенно уменьшить возникающие в классическом случае артефакты. Приводятся также результаты сравнения модифицированного барицентрического метода с классическими методами одномерной аппроксимации.

Andrey Kudinov
Andrey Kudinov
Modal logic of R with difference modality Downoad paper
Abstract: Мы изучаем модальную логику с топологической модальностью и модальностью неравенства вещественной прямой R и показываем, что она финитно аппроксимируема и разрешима.

Andrey Kudinov, Ilya Shapirovsky
Finite Approximability of Pretransitive Analogs of S5 Downoad paper
Abstract: В работе рассматриваются нормальные одномодальные предтранзитивные логики, т.е. логики, в которых можно выразить транзитивную модальность. Вопрос финитной аппроксимируемости предтранзитивных логик остается нерешенным уже на протяжении продолжительного времени, в частности, эта проблема открыта для логик K^m_n=K+[]^m p -> []^n p, n>m>1. Хорошо известно, что логика отношений эквивалентности S5 вкладывается в логику предпорядков S4. Мы обобщаем этот результат на случай произвольной предтранзитивной логики L: в L вкладывается логика L.Sym -- расширение логики L аксиомой, выражающей симметричность <<транзитивной>> модальности. В силу этого мы имеем следующее необходимое условие финитной аппроксимируемости (и разрешимости) предтразнитивных логик: L финитно аппроксимируема (разрешима), только если финитно аппроксимируема (разрешима) логика L.Sym. Мы также покажем, что для всех n>m>0 логики K^m_n.Sym финитно аппроксимируемы.

Robert Küffner
Ludwig Geistlinger, Gergely Csaba, Robert Küffner, Nicola Mulder, Ralf Zimmer
From Sets To Graphs: Towards a Realistic Enrichment Analysis of Transcriptomic Systems Downoad paper
Abstract: Current gene set enrichment approaches do not take interactions and associations between set members into account. We analyzed established gene set enrichment methods and their result sets in a large-scale investigation of 1000 expression datasets. The reported statistically significant gene sets exhibit only average consistency between the observed patterns of differential expression and known regulatory interactions. We present Gene Graph Enrichment Analysis (GGEA) to detect consistently and coherently enriched gene sets, based on prior knowledge derived from directed gene regulatory networks (GRNs). GGEA significantly increases the detection of gene sets where measured positively or negatively correlated expression patterns coincide with directed inducing or repressing relationships thus facilitating further interpretation of gene expression data.

Pegah Tavakkolkhah, Ralf Zimmer, Robert Küffner
Time-sensitive inference of gene regulatory networks Downoad paper
Abstract: Many algorithms were devised to deduce gene regulatory networks (GRN) from mRNA expression data. Candidate transcription factor:target gene (TF:TG) relationships are assumed more likely if the expression of the TG depends on the expression of the TF. This dependency can for instance be evaluated by Pearsons linear correlation coefficient ρ2 or by η2, a non-parametric, non-linear correlation coefficient computed from an analysis of variance (ANOVA). In particular, η2 performed significantly better than previously published methods in the recent DREAM5 competition. Inference algorithms usually neglect to analyze whether expression changes in TFs precede expression changes in TGs. We present a simple but effective approach to extend standard algorithms (exemplified by ρ2 and η2) by an analysis of time shifted expression patterns from time series data and report the achieved performance improvements.

Alexander Kuleshov
Bernhard Kuster
Harald Marx, Fiona Pachl, Dmitrij Frishman, Bernhard Kuster
Annotation of the porcine genome using high-throughput proteomics Downoad paper
Abstract: Mass spectrometry based proteomics has become the method of choice for sequencing and identifying peptides and proteins in any species. Today, thousands of proteins can be analysed simultaneously at very high sensitivity and throughput as long as the underlying nucleotide sequence information is available. Given that proteins are the major functional units in living systems, peptide sequencing by mass spectrometry can also be used to identify coding regions within an assembled but otherwise unannotated genome. We have have sequenced thousands of peptides from all major organs of the adult pig and identified the corresponding exons within the recently completed genome sequence. Comparisons to full RNA sequence information shows that proteomics identified exons not recognised by gene prediction software and, in fact, can be used to refine the gene models suggested by high throughput pipelines. A unique feature of protein level analysis is that it enables the identification of post-translational modifications. We have identified hundreds of hitherto unknown phosphorylation, acetylation and methylation sites in the pig proteome which furthers functionalises the pig genome sequence.


up

L

Daria Lavysh
Daria Lavysh, Dmitry Ravcheev, Nataliya Akulenko
Биоинформатический анализ новых бактериофагов Downoad paper
Abstract: Бактериофаги - самые многочисленные организмы на нашей планете. Даже бактериофаги, отнесенные к одной группе, имеют различные механизмы репликации, транскрипции и других жизненно важных процессов. Сравнение геномов бактериофагов одной группы позволяет сделать предположения об их эволюции, приспособленности к жизни на определенном штамме бактерии и о молекулярных механизмах, происходящих при инфекции. В ходе данной работы произведено сравнение геномов фагов 2-х групп: Luz24-подобных и PhiEco32-подобных. Особое внимание уделялось транскрипции фагов этих групп: поиску промоторов и других регуляторных последовательностей.

Olga Laikova
Yuriy Korostelev, Olga Laikova, Alexandra Rakhmaninova, Mikhail Gelfand
Prot-DNA-Korr: an online tool for studying correlations between amino acid sequences of transcription factors and their DNA binding sites Downoad paper
Abstract: We have developed an online tool that analyzes statistical properties of transcription factors and their DNA binding sites and uses it to determine positions, important for the specific protein-DNA recognition. A tool has been applied in studying several transcription factors families. Moreover a tool can be used in studying correlated pairs of positions in pairs of contacting proteins.

Evgeny Leushkin
Evgeny Leushkin, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Selection on intron length in Drosophila melanogaster genes Downoad paper
Abstract: In our work we studied mode of selection acting on intron length, which can be stabilizing (preferring the optimal intron length) or directional (with no optimum on fitness landscape) in it's nature. The intron length can be affected by an insertion or a deletion event (collectively, an indel). Low-frequency alleles in population reveal action of mutational process, whereas at higher frequencies proportion of slightly deleterious alleles declines compared to neutral variants. Such decline represents the action of the negative seletion. In our work we show that mutation process smooths the peak of the intron length distribution to both sides. But selection, preferring insertions to deletions, shifts distribution to the right, with introns of length more than 60bp having tendency to lengthen independent on their current length, which implies directional selection on intron length.

Lev Levitsky
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Semen Leyn
Semen Leyn, Dmitry Rodionov
Comparative genomic reconstruction of N-acetylgalactosamine catabolic pathways and transcriptional regulons in Proteobacteria Downoad paper
Abstract: In Escherichia coli N-acetylgalactosamine (GalNAc) and galactosamine (GalN) utilization pathway is controlled by the DeoR-family transcription factor AgaR. We applied comparative genomics approach to reconstruct AgaR regulon in multiple genomes from the Proteobacteria phylum. We predicted four types of AgaR binding DNA motifs that share a common pattern CTTTC. We reconstructed the AgaR regulons and the corresponding metabolic pathways in all studied species. As result we predicted many novel members of regulon and assigned their functional roles in GalNAc/GalN catabolic pathways. The pathway starts from transport of GalNAc/GalN into the cell by either PTS systems or secondary transporters with subsequent phosphorylation by committed GalNAc-specific kinases. We found that AgaS catalyzes the galactosamine-6-phosphate isomerase activity instead of previously proposed AgaI. Phylogenetic analysis of AgaR-regulated proteins revealed multiple horizontal gene transfers and gene duplications in the evolution of GalNAc/GalN catabolic pathways in Proteobacteria.

Likhachev Vitaliy
Likhachev Vitaliy
Clusterization method for spatially-temporal InSAR data Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача выделения географически компактных областей с одинаковой динамикой движения. Входные данные представляют собой множество точек в географическом пространстве, в каждой из которых задан временной ряд (обработанные данные спутниковой РСА-интерферометрии). Решение этой задачи возможно с помощью методов кластеризации. Однако большой объем данных (порядка десятков тысяч), высокая размерность (порядка десятков) и наличие как пространственных, так и временных атрибутов делает использование большинства известных методов кластеризации неэффективными. В работе показана возможность учета расположения точек в географическом пространстве при выполнении иерархической кластеризации временных рядов в ГИС GeoTime3

Maria Logacheva
Dmitry Vinogradov, Maria Logacheva, Mikhail Gelfand
SNP analysis in four Fagopyrum transcriptomes Downoad paper
Abstract: We examined four Fagopyrum transcriptomes (F. esculentum, F. tataricum, F. homotropicum and F. cymosum) in search of SNPs. Here I will discuss our methods and some preliminary results.

Kristina Lopatovskaya
Kristina Lopatovskaya, Alexander Seliverstov, Vassily Lyubetsky
Transcription in the plastids of Сoccidia Downoad paper
Abstract: В работе описаны кодируемые в ядре субъединицы РНК-полимеразы бактериального типа у кокцидий Eimeria tenella, Neospora caninum Liverpool и Toxoplasma gondii. В пластидах Eimeria tenella и Toxoplasma gondii предсказаны промоторы бактериального типа и регуляция транскрипции, предположена существенная роль РНК-полимераз фагового типа в транскрипции пластома у E. tenella, но не у T. gondii. У этих видов обсуждается различие в ответе на воздействие антибиотиков.

Andrey Lyakhov
Artem Krasilov, Andrey Lyakhov
Usage of MCCA for QoS provisioning in IEEE 802.11s networks Downoad paper
Abstract: В работе исследуется возможность предоставления качества обслуживания (QoS) в сетях IEEE 802.11s при передаче мультимедийного трафика с использованием механизма детерминированного доступа MCCA. Предлагаются изменения в правила работы MCCA, а также дополнительные механизмы, применение которых позволяет обеспечить гарантированное качество обслуживания. Представлены численные результаты, полученные с помощью имитационного моделирования, подтверждающие эффективность предложенных схем и механизмов.

Evgeny Shvets, Andrey Lyakhov
Mathematical model of MCCA-based streaming process in mesh networks in the presence of noise Downoad paper
Abstract: Надежная передача мультимедийного трафика является сегодняшним вызовом разработчикам mesh-сетей. Такой трафик требует высокого качества обслуживания, для обеспечения которого удобно использовать описанный в стандарте IEEE 802.11s метод доступа к среде MCCA. При использовании этого метода станции устанавливают периодичные резервирования, и если все станции сети поддерживают метод MCCA, то доступ к каналу во время резервирований является бесконкурентным. Общим недостатком работ, посвященных методу MCCA, является предположение об отсутствии случайных помех. Учет влияния случайных помех значительно усложняет описание процесса передачи, однако является необходимым для обеспечения высокого качества обслуживания. В данной работе построена аналитическая модель процесса передачи потокового трафика методом MCCA в условиях помех.

Alexey Kovalenko, Anna Tsiganova, Andrey Lyakhov
Real-time multicast for local groups in multi-hop wireless networks. Downoad paper
Abstract: В данной работе рассматривается передача трафика приложений реального времени в беспроводных многошаговых широковещательных сетях. Выделяется два основных критерия качества — задержка и надежность передачи до конечных получателей. Анализируется один из основных механизмов, позволяющих минимизировать негативное влияние потерь пакетов — передача данных по нескольким путям для малой окрестности.

Artem Krasilov, Andrey Lyakhov, Julia Moroz
Analysis of EDCA and MCCA interaction in IEEE 802.11s networks Downoad paper
Abstract: В стандарте IEEE 802.11s, описывающем принципы работы многошаговых беспроводных сетей с распределенным управлением, определены два принципиально различных механизма доступа к среде передачи данных: механизм случайного доступа EDCA и механизм детерминированного доступа MCCA. Все устройства сети обязаны поддерживать механизм EDCA, и, если включена соответствующая опция, дополнительно механизм MCCA. Для того, чтобы обеспечить совместную работу двух механизмов, в стандарте определено следующее правило: узлы сети не могут начать передачу с использованием случайного доступа, если их передача будет перекрываться с запланированной передачей соседнего узла (передачей с использованием механизма MCCA). Однако, стандарт не описывает как должен вести себя узел, если при использовании механизма EDCA он выйграл соревнование за канал и не может начать передачу по причине, описанной выше. Для решения этой проблемы в статье предлагаются два различных способа изменения правил работы механизма EDCA для обеспечения совместной работы с механизмом MCCA. С помощью аналитического и имитационного моделирования исследуется эффективность предложенных способов и делаются выводы о целесообразности использования того или иного способа.

Igor Lychkov
Igor Lychkov, Alexander Alfimtsev, Vladimir Devyatkov
Moving Object Tracking for Highway Traffic Monitoring Downoad paper
Abstract: Рассмотрен вычислительно эффективный алгоритм отслеживания движущихся объектов на цифровых изображениях. Представлен аналитический обзор популярных алгоритмов захвата и отслеживания объектов, выделены их преимущества и недостатки. Проведены испытания работы предложенного алгоритма на видеозаписи движения реального транспортного потока.

Vassily Lyubetsky
Kristina Lopatovskaya, Alexander Seliverstov, Vassily Lyubetsky
Transcription in the plastids of Сoccidia Downoad paper
Abstract: В работе описаны кодируемые в ядре субъединицы РНК-полимеразы бактериального типа у кокцидий Eimeria tenella, Neospora caninum Liverpool и Toxoplasma gondii. В пластидах Eimeria tenella и Toxoplasma gondii предсказаны промоторы бактериального типа и регуляция транскрипции, предположена существенная роль РНК-полимераз фагового типа в транскрипции пластома у E. tenella, но не у T. gondii. У этих видов обсуждается различие в ответе на воздействие антибиотиков.

Alexander Lyubin
Mikhail Belyaev, Alexander Lyubin
Some features of optimization problem arising in construction of multidimensional approximation Downoad paper
Abstract: В работе рассмотрена задача восстановления неизвестной зависимости по данным. Аппроксимация ищется как разложение по словарю нелинейных параметрических функций. Построение аппроксимации разбивается на несколько этапов: выбор модели, которая задается количеством функций словаря и их типом, инициализация параметров, итеративная подстройка параметров, т.е. обучение модели. Последний этап (обучение модели) заключается в минимизации некоторого функционала, задающего ошибку на обучающей выборке данных, и его можно рассматривать как задачу безусловной однокритериальной оптимизации. В работе описаны особенности этой задачи и предложены некоторые модификации методов оптимизации, их учитывающие. Предложенные подходы превосходят стандартные и демонстрируют высокую точность на широком классе аппроксимационных задач.

Evgeny Burnaev, Mikhail Belyaev, Alexander Lyubin
Construction of approximation based on linear expansions in heterogeneous nonlinear functions Downoad paper
Abstract: Approximation of unknown multidimensional dependency based on data sample is considered. Novelty of the proposed approach consists in that the functional dictionary, used for construction of approximation, consists of parametric nonlinear functions of different types (namely, linear functions, sigmoid functions and radial basis functions). Special methods are elaborated for initialization of the dictionary, selection of appropriate functions from it and tuning of parameters. Experiments with real and artificial data showed that proposed approach outperforms conventional approaches for approximation.


up

M

Vsevolod Makeev
Alexander Panchin, Vsevolod Makeev, Yulia Medvedeva
The mutation rate of 5mCpG is decreased within human CpG islands Downoad paper
Abstract: CpG динуклеотиды встречаются в геномах млекопитающих существенно реже, чем можно ожидать из предположения о независимом распределении нуклеотидов. Наиболее распространенное объяснение этому явлению - повышенная частота мутаций CpG>TpG, связанная с метилированием цитозина в контексте CpG динуклеотидов. В определенных участках генома, называемых CpG островами, частота мутаций CpG>TpG существенно ниже, чем в других участках генома. Предполагается, что это связано со сниженным уровнем метилирования CpG динуклеотидов внутри CpG островов. Используя доступные данные по метилированию в эмбриональных стволовых клетках человека, мы показали, что в CpG островах мутации CpG>TpG происходят существенно реже, чем в позициях из остального генома, имеющих тот же уровень метилирования. Различия уменьшились, но остались статистически значимыми после учета локального G+C и CpG состава, частот рекомбинаций и отрицательного отбора.

Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.

Vadim Maximov
Anna Kasparson, Vadim Maximov
Colour cues are more informative for dogs than brightness Downoad paper
Abstract: The results of early studies on colour vision in dogs led to the conclusion that chromatic cues are unimportant for dogs during their normal activities. Nevertheless, the canine retina possesses two cone types which provide at least the potential for colour vision. Recently, experiments controlling for the brightness information in visual stimuli demonstrated that dogs have the ability to perform chromatic discrimination. However, these results remain controversial, and it is still not clear whether dogs prefer to use chromatic or achromatic information when discriminating between visual objects. Here we show that for eight previously untrained dogs colour proved to be more informative than brightness when choosing between visual stimuli differing both in brightness and chromaticity. Though, unlike previous works, in our experiments brightness could have been for sure used by the dogs, it was not.

Elena Maximova
Mikhail Kapitonov, Elena Maximova, Vera Talis
Вертикальная стойка детей и взрослых с нарушениями сенсомоторной интеграции Downoad paper
Abstract: Поддержание вертикальной стойки - сложная двигательная задача, которую ежедневно выполняет опорно-двигательная система человека. Целью данной работы является сравнение вертикальной стойки взрослых и детей, как здоровых, так и с нарушениями сенсомоторной интеграции в различных зрительных и проприоцептивных условиях стояния. В исследовании участвовали 7 здоровых взрослых и 8 детей, а также 5 взрослых и 5 детей с нарушениями сенсомоторной интеграции, которые в течение 30 секунд стояли на стабилографе в условиях измененного зрительного контроля (глаза закрыты) и проприоцепции от мышц ног (на мягкой опоре - поролоне). Получено, что в нормальной стойке площадь колебаний центра давления (ЦД) в группе здоровых взрослых была наименьшей, в группе здоровых и больных детей была увеличена в 2 раза по сравнению с группой здоровых взрослых и в более чем в 3 раза - в группе больных взрослых. При усложнении условий стояния от положения с закрытыми глазами к стойке на поролоне площадь колебания ЦД увеличивалась во всех группах, а положение ЦД сдвигалось вперед по стопе во всех группах, кроме группы здоровых детей (в стойке с закрытыми глазами положение ЦД не изменилось, а в стойке на поролоне - сдвинулось назад по сравнению с исходной стойкой). Полученные результаты позволяют заключить, что усложненные условия стояния активизировали разные приспособительные механизмы у здоровых и больных обследованных, которые в свою очередь зависели от возраста испытуемых.

Harald Marx
Harald Marx, Fiona Pachl, Dmitrij Frishman, Bernhard Kuster
Annotation of the porcine genome using high-throughput proteomics Downoad paper
Abstract: Mass spectrometry based proteomics has become the method of choice for sequencing and identifying peptides and proteins in any species. Today, thousands of proteins can be analysed simultaneously at very high sensitivity and throughput as long as the underlying nucleotide sequence information is available. Given that proteins are the major functional units in living systems, peptide sequencing by mass spectrometry can also be used to identify coding regions within an assembled but otherwise unannotated genome. We have have sequenced thousands of peptides from all major organs of the adult pig and identified the corresponding exons within the recently completed genome sequence. Comparisons to full RNA sequence information shows that proteomics identified exons not recognised by gene prediction software and, in fact, can be used to refine the gene models suggested by high throughput pipelines. A unique feature of protein level analysis is that it enables the identification of post-translational modifications. We have identified hundreds of hitherto unknown phosphorylation, acetylation and methylation sites in the pig proteome which furthers functionalises the pig genome sequence.

Roman Maslennikov
Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Alexey Trushanin, Roman Maslennikov
Analysis of Characteristics of WCDMA HSUPA Communication System with MIMO Spatial Multiplexing Downoad paper
Abstract: В настоящей работе исследуются характеристики режима параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO) с двумя параллельными пространственными потоками в восходящем канале системы связи WCDMA. В процессе исследования предлагаются и реализуются три режима пространственного мультиплексирования двух параллельных потоков данных в MIMO-системе с двумя передающими и двумя приемными антеннами. С помощью моделирования физического уровня проводится сравнение предложенных режимов MIMO c режимом разнесенной передачи, использующим такую же антенную конфигурацию, но без параллельного пространственного мультиплексирования (CL-BFTD). Показана эффективность режима MIMO в системе связи WCDMA HSUPA при высоких (> 10 дБ) отношениях сигнал/шум на приемнике.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Vyacheslav Shumilov, Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Roman Maslennikov
Design of System-Level Simulator for WCDMA HSUPA Mobile Networks Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача разработки программного симулятора системного уровня для системы мобильной связи WCDMA HSUPA. Разработанный симулятор позволяет оценивать различные характеристики систем WCDMA HSUPA, учитывая множество параллельно работающих соединений между пользовательскими и базовыми станциями для различных сценариев развертывания системы. Симулятор поддерживает традиционные режимы передачи существующих систем WCDMA HSUPA, а также перспективные режимы, использующие двухэлементные антенны на пользовательской станции для разнесенной передачи или параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO). В работе представлена методология проектирования симулятора, описаны основные алгоритмы его работы, приведены примеры получаемых результатов моделирования.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Roman Maslennikov
Design of Equalizer System for DVB-T Digital TV Receiver Downoad paper
Abstract: Спецификация Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) является современным стандартом системы цифрового телевидения, выбранным для использования многими странами, включая Россию. В данной работе рассматривается задача проектирования блока эквализации сигнала для приемника цифрового телевидения стандарта DVB-T. Для решения данной задачи исследованы различные способы оценки канала связи в системе DVB-T и разработан алгоритм эквализации принимаемого сигнала. На основании разработанного алгоритма спроектирован и реализован на языке описания аппаратуры Verilog цифровой аппаратный блок эквализации сигнала для приемника DVB-T. С помощью численного моделирования исследовано влияние ошибок округления и выбраны разрядности операций с фиксированной точкой в разработанном модуле. Созданный блок может быть использован в приемниках цифрового телевидения DVB-T на основе программируемых логических или специализированных интегральных схем.

Pavel Mazin
Pavel Mazin, Philipp Khaitovich, Mikhail Gelfand
Splicing changes in primate brain development Downoad paper
Abstract: Несмотря на интенсивные исследования, молекулярные механизмы, ответственные за анатомические, поведенческие и когнитивные отличия человека от его ближайших эволюционных родственников - обезьян, остаются неясными. В данной работе мы использовали методы секвенирования нового поколения, чтобы исследовать разницу в сплайсинге между человеком, шимпанзе и макакой в двух областях головного мозга - префронтальной коре и мозжечке, в новорожденных и взрослых. Мы показали, что из более чем 10 тысяч генов, экспрессирующихся на детектируемом уровне, более 12% имеют значимые различия в сплайсинге белок-кодирующих экзонов между видами. Таким образом, сплайсинг может играть существенную роль в фенотипических отличиях между приматами.

Yulia Medvedeva
Alexander Panchin, Vsevolod Makeev, Yulia Medvedeva
The mutation rate of 5mCpG is decreased within human CpG islands Downoad paper
Abstract: CpG динуклеотиды встречаются в геномах млекопитающих существенно реже, чем можно ожидать из предположения о независимом распределении нуклеотидов. Наиболее распространенное объяснение этому явлению - повышенная частота мутаций CpG>TpG, связанная с метилированием цитозина в контексте CpG динуклеотидов. В определенных участках генома, называемых CpG островами, частота мутаций CpG>TpG существенно ниже, чем в других участках генома. Предполагается, что это связано со сниженным уровнем метилирования CpG динуклеотидов внутри CpG островов. Используя доступные данные по метилированию в эмбриональных стволовых клетках человека, мы показали, что в CpG островах мутации CpG>TpG происходят существенно реже, чем в позициях из остального генома, имеющих тот же уровень метилирования. Различия уменьшились, но остались статистически значимыми после учета локального G+C и CpG состава, частот рекомбинаций и отрицательного отбора.

Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.

Aleksandr Miller
Mikhail Andreev, Boris Miller, Aleksandr Miller, Karen Stepanyan
Calculation of admissible linear and angular accelerations in UAV path planning Downoad paper
Abstract: В рамках задачи планирования миссии беспилотного летательного аппарата (БПЛА) рассматривается вопрос расчета допустимых скоростей и ускорений выбранной перепараметризации траектории БПЛА для заданного профиля скорости или ускорения и заранее выбранной траектории. Траектория как кривая в трехмерном пространстве заранее известна. Требуется определить график полёта так, чтобы удовлетворить требованиям к перегрузке и ускорениям.

Boris Miller
Mikhail Andreev, Boris Miller, Aleksandr Miller, Karen Stepanyan
Calculation of admissible linear and angular accelerations in UAV path planning Downoad paper
Abstract: В рамках задачи планирования миссии беспилотного летательного аппарата (БПЛА) рассматривается вопрос расчета допустимых скоростей и ускорений выбранной перепараметризации траектории БПЛА для заданного профиля скорости или ускорения и заранее выбранной траектории. Траектория как кривая в трехмерном пространстве заранее известна. Требуется определить график полёта так, чтобы удовлетворить требованиям к перегрузке и ускорениям.

Andrey Mironov
Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Functional ncRNA Structures on a Genome-Wide Scale Downoad paper
Abstract: Non-coding RNAs (ncRNAs) are functional transcripts that do not encode proteins. They are involved in many cellular processes including gene silencing, replication, gene expression regulation, transcription, chromosome stability, protein stability, and others. However, in contrast to protein coding genes, the signals for ncRNA are subtler. The one general characteristic shared by many (but not all) known RNAs is folding into complex shapes that are crucial to function and thus are conserved. It is possible to predict RNA structures by similarity but it is also important to predict new ncRNAs. Our approach based on computing of local base pairing probabilities and comparative genomic analysis allows to efficiently predict ncRNA on a genome-wide scale.

Artem Artemov, Dmitri Pervushin, Artem Tokarchuk, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Kinetic model explains correlation of DNA methylation with tissue-specific alternative splicing and alternative polyadenylation Downoad paper
Abstract: In the current work we observed the following evidence of an association between DNA methylation and alternative splicing: the regions between alternative acceptor sites tend to have higher DNA methylation compared to the regions between consitutive acceptor sites. Moreover, for the case of cassette exons we observed correlations between their inclusion rate and methylation of the corresponding downstream intron. The similar effect exists for alternative polyadenylation sites: DNA methylation downstream of alternative polyadenylation sites was higher compared to the one downstream of constitutive sites.

Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.

Elena Stavrovskaya, Dmitry Rodionov, Andrey Mironov, Inna Dubchak, Pavel Novichkov
Prediction of regulon content by the method of automatic threshold detection. An estimation of PWM quality Downoad paper
Abstract: При изучении регуляции важной задачей является выявление генов, регулируемых одним транскрипционным фактором (регулона). Ключевую роль при определении принадлежности гена к регулону играет предсказание сайтов связывания. Для этого традиционно используют позиционную весовую матрицу (ПВМ), которой сканируют область перед геном и выявляют участки с весом выше некоторого порога. Порог на вес зависит от конкретного мотива и выбирается вручную, что является отдельной сложной задачей. Существуют также автоматические методы предсказания регуляторных сайтов без порога на вес, однако они основаны на выборе порога для какой-либо другой величины. В данной работе представлен вероятностный подход для предсказания совместно регулируемых генов, основанный на методе автоматического выбора порога. При использовании данного метода вычисляется оптимальная вероятность, которая может использоваться для оценки качества исходной ПВМ.

Yuri Fantin, Alexey Neverov, Alexander Favorov, Andrey Mironov, Vladimir Chulanov
The tool for analysis of direct sequencing chromatograms Downoad paper
Abstract: Метод прямого или популяционного секвенирования продукта ПЦР широко применяется в медицинских диагностических и научных целях. Хроматограммы полученные данным методом содержат информацию о смеси типов ДНК, одновременно амплифицированных при ПЦР. Важной задачей является извлечение информации, характеризующей генетическое разнообразие этих вариантов без применения клонирования ПЦР продукта. В настоящей работе мы предлагаем новый метод расшифровки хроматограммы популяционного секвенирования и новый жадный алгоритм расшифровки структуры популяции - BCV. На входе алгоритма — последовательность пиков хроматограммы и словарь (множественное выравнивание последовательностей). Мы предполагаем, что хроматограмма является результатом секвенирования локуса генома, гомологичного последовательностям словаря. Существует три основных варианта использования программы: - Определение нуклеотидной последовательности хроматограммы, - Определение типов ДНК, составляющих секвенируемую популяцию. Предсказанные ДНК-типы далее могут быть охарактеризованы методами поиска по базам данных биологических последовательностей (например, blast) или с помощью филогенетического анализа совместно с последовательностями словаря. - Определение наличия и размера делеций/вставок и их положений относительно референс последовательности. Построение консенсус-последовательности, соответствующей доминирующей в смеси субпопуляции типов ДНК. Мы показали применимость метода для разделения смеси генотипов вируса гепатита В, типирования бактериальных сообществ в клинических образцах человека по 16S РНК и определения делеций/вставок в гене PncA M. tuberculosis.

Anna Nikulova, Andrey Mironov, Alexander Favorov
CORECLUST: prediction of cis-regulatory modules together with deciphering of their conserved regulatory grammar Downoad paper
Abstract: Для понимания регуляции транскрипции генов необходимо знать закономерности, лежащие в основе группировки сайтов связывания факторов транскрипции (ССТФ) и формирования ткане-специфичных регуляторных элементов. В этой работе мы представляем метод - CORECLUST (COnservative REgulatory CLUster Structure) - для поиска регуляторных участков в геномах эукариот. Используя набор известных позиционно-весовых матриц, CORECLUST конструирует модель регуляторного участка данного гена, описывающую консервативные правила взаиморасположения ССТФ (структуру регуляторного участка). Построенная модель далее может быть использована для поиска регуляторных участков со схожей структурой, а также для изучения регуляторной «грамматики» исследуемой системы. Применение CORECLUST к хорошо изученной системе Drosophila показало, что, имея в качестве исходных данных только один ортологичный кластер генов, наш алгоритм находит значительное количество сходно регулирующихся генов. Изучение структуры регуляторных участков генов раннего развития Drosophila выявило закономерности в расположении ССТФ, характерные для этой системы, некоторые из которых подтверждаются литературными данными. По сравнению с двумя другими известными программами, CORECLUST демонстрирует лучшую корреляцию предсказанных регуляторных модулей с известными регуляторными участками.

Nadezda Bykova, Andrey Mironov
Inference of ancestral states for character evolution: the case of uncertain data at terminal nodes Downoad paper
Abstract: The problem of reconstructing ancestral states given a phylogeny and data from extant species arises in many areas of bioinformatics. One commonly used technique is the Markovian probabilistic model. We modify this model to account for data uncertainties, which appear when we have not exact data, but predictions about states at terminal nodes. As an example, we apply it to predictions about N-terminal signal peptides in bacterial proteins from clusters of orthologs. Another possible application of the model, as a novel comparative genomic approach, is correction of prediction errors.

Julia Moroz
Artem Krasilov, Andrey Lyakhov, Julia Moroz
Analysis of EDCA and MCCA interaction in IEEE 802.11s networks Downoad paper
Abstract: В стандарте IEEE 802.11s, описывающем принципы работы многошаговых беспроводных сетей с распределенным управлением, определены два принципиально различных механизма доступа к среде передачи данных: механизм случайного доступа EDCA и механизм детерминированного доступа MCCA. Все устройства сети обязаны поддерживать механизм EDCA, и, если включена соответствующая опция, дополнительно механизм MCCA. Для того, чтобы обеспечить совместную работу двух механизмов, в стандарте определено следующее правило: узлы сети не могут начать передачу с использованием случайного доступа, если их передача будет перекрываться с запланированной передачей соседнего узла (передачей с использованием механизма MCCA). Однако, стандарт не описывает как должен вести себя узел, если при использовании механизма EDCA он выйграл соревнование за канал и не может начать передачу по причине, описанной выше. Для решения этой проблемы в статье предлагаются два различных способа изменения правил работы механизма EDCA для обеспечения совместной работы с механизмом MCCA. С помощью аналитического и имитационного моделирования исследуется эффективность предложенных способов и делаются выводы о целесообразности использования того или иного способа.

Loris Mularoni
Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.

Nicola Mulder
Ludwig Geistlinger, Gergely Csaba, Robert Küffner, Nicola Mulder, Ralf Zimmer
From Sets To Graphs: Towards a Realistic Enrichment Analysis of Transcriptomic Systems Downoad paper
Abstract: Current gene set enrichment approaches do not take interactions and associations between set members into account. We analyzed established gene set enrichment methods and their result sets in a large-scale investigation of 1000 expression datasets. The reported statistically significant gene sets exhibit only average consistency between the observed patterns of differential expression and known regulatory interactions. We present Gene Graph Enrichment Analysis (GGEA) to detect consistently and coherently enriched gene sets, based on prior knowledge derived from directed gene regulatory networks (GRNs). GGEA significantly increases the detection of gene sets where measured positively or negatively correlated expression patterns coincide with directed inducing or repressing relationships thus facilitating further interpretation of gene expression data.


up

N

Sergey Naumenko
Sergey Naumenko
Improvement of the reference genome and new polymorphism data of Ciona Savignyi specie Downoad paper
Abstract: Имеются данные высокопроизводительного секвенирования 8-ми геномов особей Ciona Savignyi и референсный геном данного вида. Путем картирования имеющихся чтений на референсный геном предполагается улучшить его качество, а также получить новые данные об однонуклеотидном полиморфизме, вставках и делециях, и структурных вариациях, которые будут использованы в анализе эволюции этого вида.

Pavel Nekrasov
Pavel Nekrasov, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
Analysis of joint using of proactive and reactive routing information distribution techniques in MANETs Downoad paper
Abstract: Оценка эффективности передачи в сетях MANET мультимедийных потоков является важной задачей в области телекоммуникационных систем. Неудачно выбранный способ рассылки сетевой информации в таких сетях может привести к большому объёму служебного трафика и низкому качеству построенных маршрутов, что, в конечном итоге, приводит к низкому качеству передачи мультимедийной информации. Как показывают многие исследования, эффективность как проактивного, так и реактивного способа рассылки существенно зависит от рассматриваемого сценария. В данной работе предложен способ совместного использования проактивной и реактивной рассылки сетевой информации в сети MANET и доказано, что такой подход позволяет расширить диапазон сценариев, в котором работа протокола маршрутизации эффективна с точки зрения передачи мультимедийного трафика.

Dimitry Platov, Pavel Nekrasov, Evgeny Khorov
Research on improving mesh-network performance by introducing priority-based mechanism of storing packets in queue Downoad paper
Abstract: Передача данных в меш-сети осложняется наличием в ней скрытых станций. Существующие методы борьбы со скрытыми станциями непригодны для передачи по сети мультимедийного трафика. Одним из решений этой проблемы может быть увеличение максимального числа попыток передачи пакета, однако при высоких нагрузках на сеть это приводит к ещё большим потерям пользовательского трафика. В работе предлагается механизм, заключающийся в приоритетном хранении пакетов в очереди, который позволяет повысить качество передачи мультимедийного трафика при высоких нагрузках на сеть.

Alexey Neverov
Yuri Fantin, Alexey Neverov, Alexander Favorov, Andrey Mironov, Vladimir Chulanov
The tool for analysis of direct sequencing chromatograms Downoad paper
Abstract: Метод прямого или популяционного секвенирования продукта ПЦР широко применяется в медицинских диагностических и научных целях. Хроматограммы полученные данным методом содержат информацию о смеси типов ДНК, одновременно амплифицированных при ПЦР. Важной задачей является извлечение информации, характеризующей генетическое разнообразие этих вариантов без применения клонирования ПЦР продукта. В настоящей работе мы предлагаем новый метод расшифровки хроматограммы популяционного секвенирования и новый жадный алгоритм расшифровки структуры популяции - BCV. На входе алгоритма — последовательность пиков хроматограммы и словарь (множественное выравнивание последовательностей). Мы предполагаем, что хроматограмма является результатом секвенирования локуса генома, гомологичного последовательностям словаря. Существует три основных варианта использования программы: - Определение нуклеотидной последовательности хроматограммы, - Определение типов ДНК, составляющих секвенируемую популяцию. Предсказанные ДНК-типы далее могут быть охарактеризованы методами поиска по базам данных биологических последовательностей (например, blast) или с помощью филогенетического анализа совместно с последовательностями словаря. - Определение наличия и размера делеций/вставок и их положений относительно референс последовательности. Построение консенсус-последовательности, соответствующей доминирующей в смеси субпопуляции типов ДНК. Мы показали применимость метода для разделения смеси генотипов вируса гепатита В, типирования бактериальных сообществ в клинических образцах человека по 16S РНК и определения делеций/вставок в гене PncA M. tuberculosis.

Dmitry Nikolaev
Alexander Zhukovsky, Dmitry Nikolaev, Olga Tsoy
Application of active learning to the Viola-Jones object detection framework Downoad paper
Abstract: В работе описан алгоритм активного обучения классификатора Виола - Джонса, предназначенного для поиска объектов на изображениях. Для выбора примеров, подлежащих ручной разметке и вносящих возмущение в начальные обучающие выборки, предлагается критерий, опирающийся на сильное изменение степени уверенности по сравнению с предыдущей итерацией обучения. Проведен эксперимент активного обучения классификатора для задачи поиска лиц на паспортах. Активное обучение классификатора проходило на малых обучающих выборках и сравнивалось с классификатором, построенным на полноценной выборке.

Anna Nikulova
Anna Nikulova, Andrey Mironov, Alexander Favorov
CORECLUST: prediction of cis-regulatory modules together with deciphering of their conserved regulatory grammar Downoad paper
Abstract: Для понимания регуляции транскрипции генов необходимо знать закономерности, лежащие в основе группировки сайтов связывания факторов транскрипции (ССТФ) и формирования ткане-специфичных регуляторных элементов. В этой работе мы представляем метод - CORECLUST (COnservative REgulatory CLUster Structure) - для поиска регуляторных участков в геномах эукариот. Используя набор известных позиционно-весовых матриц, CORECLUST конструирует модель регуляторного участка данного гена, описывающую консервативные правила взаиморасположения ССТФ (структуру регуляторного участка). Построенная модель далее может быть использована для поиска регуляторных участков со схожей структурой, а также для изучения регуляторной «грамматики» исследуемой системы. Применение CORECLUST к хорошо изученной системе Drosophila показало, что, имея в качестве исходных данных только один ортологичный кластер генов, наш алгоритм находит значительное количество сходно регулирующихся генов. Изучение структуры регуляторных участков генов раннего развития Drosophila выявило закономерности в расположении ССТФ, характерные для этой системы, некоторые из которых подтверждаются литературными данными. По сравнению с двумя другими известными программами, CORECLUST демонстрирует лучшую корреляцию предсказанных регуляторных модулей с известными регуляторными участками.

Pavel Novichkov
Elena Stavrovskaya, Dmitry Rodionov, Andrey Mironov, Inna Dubchak, Pavel Novichkov
Prediction of regulon content by the method of automatic threshold detection. An estimation of PWM quality Downoad paper
Abstract: При изучении регуляции важной задачей является выявление генов, регулируемых одним транскрипционным фактором (регулона). Ключевую роль при определении принадлежности гена к регулону играет предсказание сайтов связывания. Для этого традиционно используют позиционную весовую матрицу (ПВМ), которой сканируют область перед геном и выявляют участки с весом выше некоторого порога. Порог на вес зависит от конкретного мотива и выбирается вручную, что является отдельной сложной задачей. Существуют также автоматические методы предсказания регуляторных сайтов без порога на вес, однако они основаны на выборе порога для какой-либо другой величины. В данной работе представлен вероятностный подход для предсказания совместно регулируемых генов, основанный на методе автоматического выбора порога. При использовании данного метода вычисляется оптимальная вероятность, которая может использоваться для оценки качества исходной ПВМ.


up

O

Oleg Orlov
Oleg Orlov
Semantic drift of word roots in Russian lexicon, connected with sight Downoad paper
Abstract: Лексический материал, исходно обслуживающий определенную сферу действительности или деятельности, в силу характерных особенностей мышления имеет тенденцию быть использованным в иной сфере. Прагматика языка ведет к семантическому дрейфу - смене предметной области использования прежней лексики, и порождению новой, однокорневой с нею, что затушевывет этимологию слов. Приводятся примеры из лексики, изначально имеющей тесную связь с деятельностью, зависящей от зрительного восприятия.

Dmitry Osipov
Dmitry Osipov, Alexey Frolov, Victor Zyablov
A jamming-proof q-ary code based signal-code construction Downoad paper
Abstract: В работе предлагается сигнально-кодовая конструкция на базе q-ичных кодов, предназначенная для защиты данных, передаваемых по радиоканалам, от воздействия сосредоточенных помех различного типа. Исследуются вероятностные характеристики системы передачи данных, использующей предлагаемую в работе сигнально-кодовую конструкцию, в условиях воздействия сосредоточенных помех, по структуре аналогичных полезному сигналу.

Dmitry Ostrovsky
Anton Kiryanov, Evgeny Khorov, Dmitry Ostrovsky
NHDP Link Management Analytical Study Downoad paper
Abstract: Установление и поддержание соединений между станциями является важным аспектом маршрутизации в mesh-сетях. Механизм управления соединениями должен открывать только стабильные соединения, обеспечивающие высокую вероятность успешной передачи данных. В популярном протоколе маршрутизации OLSR \cite{OLSR-2} за управление соединениями отвечает протокол NHDP \cite{NHDP-RFC}, эффективность которого исследуется в данной работе. Построенная аналитическая модель, корректность которой проверена с помощью имитационного моделирования, позволяет не только настроить NHDP таким образом, чтобы соединения удовлетворяли заранее выбранным требованиям, но и указывает методы улучшения работы протокола.


up

P

Fiona Pachl
Harald Marx, Fiona Pachl, Dmitrij Frishman, Bernhard Kuster
Annotation of the porcine genome using high-throughput proteomics Downoad paper
Abstract: Mass spectrometry based proteomics has become the method of choice for sequencing and identifying peptides and proteins in any species. Today, thousands of proteins can be analysed simultaneously at very high sensitivity and throughput as long as the underlying nucleotide sequence information is available. Given that proteins are the major functional units in living systems, peptide sequencing by mass spectrometry can also be used to identify coding regions within an assembled but otherwise unannotated genome. We have have sequenced thousands of peptides from all major organs of the adult pig and identified the corresponding exons within the recently completed genome sequence. Comparisons to full RNA sequence information shows that proteomics identified exons not recognised by gene prediction software and, in fact, can be used to refine the gene models suggested by high throughput pipelines. A unique feature of protein level analysis is that it enables the identification of post-translational modifications. We have identified hundreds of hitherto unknown phosphorylation, acetylation and methylation sites in the pig proteome which furthers functionalises the pig genome sequence.

Alexander Panchin
Alexander Panchin, Vsevolod Makeev, Yulia Medvedeva
The mutation rate of 5mCpG is decreased within human CpG islands Downoad paper
Abstract: CpG динуклеотиды встречаются в геномах млекопитающих существенно реже, чем можно ожидать из предположения о независимом распределении нуклеотидов. Наиболее распространенное объяснение этому явлению - повышенная частота мутаций CpG>TpG, связанная с метилированием цитозина в контексте CpG динуклеотидов. В определенных участках генома, называемых CpG островами, частота мутаций CpG>TpG существенно ниже, чем в других участках генома. Предполагается, что это связано со сниженным уровнем метилирования CpG динуклеотидов внутри CpG островов. Используя доступные данные по метилированию в эмбриональных стволовых клетках человека, мы показали, что в CpG островах мутации CpG>TpG происходят существенно реже, чем в позициях из остального генома, имеющих тот же уровень метилирования. Различия уменьшились, но остались статистически значимыми после учета локального G+C и CpG состава, частот рекомбинаций и отрицательного отбора.

Alexander Panchin, Irena Artamonova
Splice site evolution in families of recently duplicated human genes Downoad paper
Abstract: Используя метод максимального правдоподобия, мы реконструировали историю эволюции сайтов сплайсинга на выборке семейств паралогичных генов человека с двумя и более экзонами. Оказалось, что при дупликации генов сайты сплайсинга чаще появляются, чем исчезают. Реконструированные предки вновь приобретенных сайтов сплайсинга, как правило, имеют относительно низкое значения силы сайта, в то время как сила пропавших сайтов, потерявших функциональность, в среднем, имеет довольно высокое значение. При этом рождение сайтов сплайсинга ассоциировано с существенным увеличением силы сайта, а исчезновение - с уменьшением.

Ivan Panin
Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Ivan Panin
About criterion for selection of regression model Downoad paper
Abstract: В работе предложен новый метод выбора регрессионной модели. Метод позволяет определить явно плохие регрессионные модели на основании степени их изменчивости и отклонения от кусочно-линейной аппроксимации. Вычислительные эксперименты показали перспективность разработанного подхода.

Maxim Panov
Evgeny Burnaev, Alexey Zaytsev, Maxim Panov, Pavel Prikhodko, Yuriy Yanovich
Modeling of non-stationary covariance function of gaussian process using expansion in terms of the dictionary of basis functions Downoad paper
Abstract: В работе предложен метод моделирования нестационарной ковариационной функции гауссовского процесса на основе словаря параметрических базисных функций, настроенных по данным. Применение разработанного подхода к задаче восстановления неизвестной зависимости позволило существенно повысить точность аппроксимации. Отдельное внимание уделено аппроксимации функций с многомерным выходом и интерполирующим свойствам аппроксиматоров на основе гауссовских процессов.

Tatyana Perlova
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Dmitri Pervushin
Evgeniya Klimova, Dmitri Pervushin
CAGE data suggest modulation of alternative splicing by regulatory RNAs transcribed from the opposite strand Downoad paper
Abstract: Альтернативный сплайсинг - это процесс, наблюдаемый у эукариот, в результате которого экзоны пре-мРНК, образованные после транскрипции, могут сшиваться не одним, а несколькими различными способами. До недавнего времени было известно о существовании транс-регуляции этого процесса различными белковыми факторами. Но в последние годы были найдены экспериментальные подтверждения транс-регуляции альтернативного сплайсинга молекулами некодирующих РНК. Так, малая ядрышковая РНК HBII-52 принимает участие в регуляции сплайсинга серотонинового рецептора, а некодирующая 17А РНК мешает правильному сплайсингу GABA B2 рецептора. Таким образом, антисенс-транскрибируемые молекулы РНК могут мешать сплайсингу, скрывая от сплайсеосомы сайты сплайсинга, играющие в нём ключевую роль. В данной работе мы использовали данные CAGE для поиска точек инициации транскрипции на противоположной цепи ДНК от сайтов сплайсинга. Мы изучили распределение точек инициации транскрипции в окрестности альтернативный сайтов сплайсинга и получили статистические свидетельства возможности регуляции сплайсинга молекулами РНК, используя в качестве контроля конститутивные сайты сплайсинга и конститутивные интроны и экзоны. Мы выяснили, что в интронной части окрестности альтернативных акцепторных и донорных сайтов сплайсинга частота антисенс-транскриптов больше по сравнению с окрестностями конститутивных сайтов сплайсинга. Также, наблюдаемая частота встречаемости антисенс-транскриптов в интронной части окрестностей донорных и акцепторных сайтов меньше, чем соответствующая частота в контроле - серединных частях конститутивных экзонов, но больше, чем в серединных частях конститутивных интронов.

Artem Artemov, Dmitri Pervushin, Artem Tokarchuk, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Kinetic model explains correlation of DNA methylation with tissue-specific alternative splicing and alternative polyadenylation Downoad paper
Abstract: In the current work we observed the following evidence of an association between DNA methylation and alternative splicing: the regions between alternative acceptor sites tend to have higher DNA methylation compared to the regions between consitutive acceptor sites. Moreover, for the case of cassette exons we observed correlations between their inclusion rate and methylation of the corresponding downstream intron. The similar effect exists for alternative polyadenylation sites: DNA methylation downstream of alternative polyadenylation sites was higher compared to the one downstream of constitutive sites.

Robert Pesch
Robert Pesch
To transfer or not to transfer - Complementing the eukaryotic protein-protein interactome Downoad paper
Abstract: Many approaches have been presented to automate the annotation of proteins in various species, but still only a fraction of proteins have a detailed functional description. Such functional descriptions can be used to derive synonyms which can be used in text mining and extraction approaches to link literature mentions of proteins and genes to network entities thereby enhancing functional information. n this study we investigated whether and with which accuracy functional descriptions and synonyms can be transferred between species in order to increase the number of annotated proteins. We propose a method to evaluate the quality of ortholog relations with protein functional descriptions and to transfer ortholog relations transitively along a given phylogenetic tree.

Vadim Petrochenkov
Vadim Petrochenkov
Statistical word sense disambiguation in ETAP-3 system Downoad paper
Abstract: В статье описывается эксперимент по разрешению лексической неоднозначности при построении синтаксической структуры в системе ЭТАП-3. Для разрешения этой неоднозначности были использованы данные о совместном употреблении слов, собранные с корпуса размеченных текстов СинТагРус, а так же аналогичные данные из словаря CrossLexica. Использование этих данных вместе с вероятностной моделью позволило увеличить долю правильно разрешённых лексических неоднозначностей.

Didier Pinault
Elena Tolmacheva, Didier Pinault
Effects of NMDA-receptor antagonists, ketamine and MK 801, on synchronized gamma (30-80Hz) activity in neural network in anesthetized rats Downoad paper
Abstract: Дефицит в обработке сенсорной информации - типичная характеристика больных с психическими заболеваниями. Больные шизофренией демонстрируют сниженный индекс соотношения сигнал/ шум, одной из причин которого, как было показано, является сниженная функция глутаматергических НМДА-рецепторов. Антагонист НМДА-рецепторов, кетамин - психомиметик, вызывающий сенсорный дефицит и увеличивающий количество спонтанных гамма (30-80 Гц) осцилляций в нейронных сетях мозга, что, возможно, и является причиной снижения восприятия сенсорного сигнала. Результаты, полученные на кетаминовой модели острого психоза у крыс, что введение НМДА-антагонистов кетамин и МК-801 ведет к существенному усилению в частоте гамма диапазона спектра мощности электрической активности мозга. Высказана гипотеза, что индуцированная кетамином гиперсинхронизация нейрональных осцилляций в гамма диапазоне может являться "сетевым шумом", который снижает индекс соотношения сигнал/шум в нейрональной сети и нарушает таламокортикальную передачу, и, как следствие, процесс обработки поступающих потоков информации.

Dimitry Platov
Dimitry Platov, Pavel Nekrasov, Evgeny Khorov
Research on improving mesh-network performance by introducing priority-based mechanism of storing packets in queue Downoad paper
Abstract: Передача данных в меш-сети осложняется наличием в ней скрытых станций. Существующие методы борьбы со скрытыми станциями непригодны для передачи по сети мультимедийного трафика. Одним из решений этой проблемы может быть увеличение максимального числа попыток передачи пакета, однако при высоких нагрузках на сеть это приводит к ещё большим потерям пользовательского трафика. В работе предлагается механизм, заключающийся в приоритетном хранении пакетов в очереди, который позволяет повысить качество передачи мультимедийного трафика при высоких нагрузках на сеть.

Pavel Poklad
Pavel Poklad
Simulation peculiarities of mechatronic electric drives based on phase alignment loop and its accuracy characteristics research Downoad paper
Abstract: В работе рассмотрена проблема построения адекватной имитационной модели мехатронных электроприводов, построенных на базе контура цифровой фазовой синхронизации, предназначенных для прецизионого управления движением технологических агрегатов и механизмов. Предложено использовать численно-аналитический метод пространства состояний, позволяющего рассчитать значения переменных системы в дискретные моменты времени, соответствующие моментам переключения отдельных блоков, исключая промежуточные вычисления без потери точности расчета. Анализ различных методик исследования прецизионных цифровых систем электроприводов позволил установить их большое разнообразие, что в свою очередь, затрудняет сравнение эксплуатационных свойств разрабатываемых цифровых систем. Предложена оригинальная методика испытания импульсно-фазовых электроприводов, в максимальной степени учитывающая специфику их работы, которая может быть распространена на широкий класс цифровых систем, оснащенных импульсными датчиками положения.

Vassili Postnikov
Vera Philippova, Vassili Postnikov
Analysis of methods of image ranking by apperance simularity Downoad paper
Abstract: В работе исследованы различные методы сравнения изображений бортов автомобилей. Проведен сравнительный анализ их качества по метрике NDCG.

Olga Podlesskaya
Victor Sizov, Olga Podlesskaya
Reflecting accentuation in the russian morphological dictionary of the multifunctional linguistic processor ETAP-3 Downoad paper
Abstract: Для пополнения морфологического словаря системы ЭТАП-3 акцентуационной информацией был создан формальный язык описания акцентуационных правил, написаны акцентуационные правила для большинства схем ударений, реализованы алгоритмы морфологического анализа и синтеза для работы с акцентуацией и разработаны утилиты, позволяющие автоматически вносить акцентуационные правила в морфологический словарь.

Marina Pridatchenko
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Pavel Prikhodko
Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Pavel Yerofeyev, Pavel Prikhodko
Comparative performance of nonlinear regression intialization methods Downoad paper
Abstract: Одной из задач, возникающих при построении нелинейной регрессионной модели, является правильная (в определенном смысле) инициализации её параметров. В данной работе проводится сравнение некоторых широко распространенных методов и нескольких новых подходов к инициализации аппроксимационной модели, представляющей из себя разложение по словарю параметрических функций специального вида (сигмоидов). Численные эксперименты показали, что на некотором классе функций определенные методы и подходы (расстановка центров сигмоидов в точках выборки и последующий жадный набор регрессоров) позволяют улучшить качество аппроксимации и/или уменьшить время обучения модели по сравнению с другими методами. Однако, в общем случае ни один из методов инициализации не показал сколько-нибудь значимого улучшения.

Evgeny Burnaev, Alexey Zaytsev, Maxim Panov, Pavel Prikhodko, Yuriy Yanovich
Modeling of non-stationary covariance function of gaussian process using expansion in terms of the dictionary of basis functions Downoad paper
Abstract: В работе предложен метод моделирования нестационарной ковариационной функции гауссовского процесса на основе словаря параметрических базисных функций, настроенных по данным. Применение разработанного подхода к задаче восстановления неизвестной зависимости позволило существенно повысить точность аппроксимации. Отдельное внимание уделено аппроксимации функций с многомерным выходом и интерполирующим свойствам аппроксиматоров на основе гауссовских процессов.

Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko, Ivan Panin
About criterion for selection of regression model Downoad paper
Abstract: В работе предложен новый метод выбора регрессионной модели. Метод позволяет определить явно плохие регрессионные модели на основании степени их изменчивости и отклонения от кусочно-линейной аппроксимации. Вычислительные эксперименты показали перспективность разработанного подхода.

Evgeny Burnaev, Pavel Prikhodko
Theoretical properties of procedure for construction of regression ensemble based on bagging and boosting Downoad paper
Abstract: В работе рассмотрены теоретические свойства процедуры построения регрессионного ансамбля на основе беггинга (Bagging) и бустинга (Boosting), разработанной для увеличения точности итоговой регрессионной модели.


up

R

Johannes Raffler
Johannes Raffler, Karsten Suhre
A genome-wide association study of metabolic traits in human urine Downoad paper
Abstract: We present a genome-wide association study of metabolic traits in human urine, designed to investigate the detoxification capacity of the human body. Using NMR spectroscopy, we tested for associations between 59 metabolites in urine from 862 male participants in the population-based SHIP study. We replicated the results using 1,039 additional samples of the same study, including a 5-year follow-up, and 992 samples from the independent KORA study. We report five loci with joint P values of association from 3.2 × 10−19 to 2.1 × 10−182 . Variants at three of these loci have previously been linked with important clinical outcomes: SLC7A9 is a risk locus for chronic kidney disease, NAT2 for coronary artery disease and genotype-dependent response to drug toxicity, and SLC6A20 for iminoglycinuria. Moreover, we identify rs37369 in AGXT2 as the genetic basis of hyper-β -aminoisobutyric aciduria.

Alexandra Rakhmaninova
Yuriy Korostelev, Olga Laikova, Alexandra Rakhmaninova, Mikhail Gelfand
Prot-DNA-Korr: an online tool for studying correlations between amino acid sequences of transcription factors and their DNA binding sites Downoad paper
Abstract: We have developed an online tool that analyzes statistical properties of transcription factors and their DNA binding sites and uses it to determine positions, important for the specific protein-DNA recognition. A tool has been applied in studying several transcription factors families. Moreover a tool can be used in studying correlated pairs of positions in pairs of contacting proteins.

Dmitry Ravcheev
Daria Lavysh, Dmitry Ravcheev, Nataliya Akulenko
Биоинформатический анализ новых бактериофагов Downoad paper
Abstract: Бактериофаги - самые многочисленные организмы на нашей планете. Даже бактериофаги, отнесенные к одной группе, имеют различные механизмы репликации, транскрипции и других жизненно важных процессов. Сравнение геномов бактериофагов одной группы позволяет сделать предположения об их эволюции, приспособленности к жизни на определенном штамме бактерии и о молекулярных механизмах, происходящих при инфекции. В ходе данной работы произведено сравнение геномов фагов 2-х групп: Luz24-подобных и PhiEco32-подобных. Особое внимание уделялось транскрипции фагов этих групп: поиску промоторов и других регуляторных последовательностей.

Dmitry Rodionov
Vita Stepanova, Dmitry Rodionov
Genomic analysis of transcriptional regulation of aromatic amino acid metabolism in gamma-proteobacteria Downoad paper
Abstract: TyrR and TrpR transcription factors play a crucial role in the aromatic amino acids metabolism. Here we apply a comparative genomics approach to analyze TyrR and TrpR regulons in the genomes of gamma-proteobacteria. TyrR regulon was reconstructed in the Enterobacteriales, Alteromonadales, Vibrionales, Pseudomonadalles, Pasteurellales, and Aeromonadales groups. It was shown that the regulon content varies significantly between groups of proteobacteria. The positive or negative mode of TyrR action was predicted. TrpR regulons was reconstructed in the Enterobacteriales, Alteromonadales, Vibrionales, Pasteurellales, Xanthomonadales, Psychromonadaceae, Oceanospirillales, Moraxellaceae and Shewanellaceae groups of proteobacteria. Multiple novel members of both TyrR and TrpR regulons were discovered. All reconstructed regulons are available for browsing in the RegPrecise database within the TyrR and TrpR collections.

Elena Stavrovskaya, Dmitry Rodionov, Andrey Mironov, Inna Dubchak, Pavel Novichkov
Prediction of regulon content by the method of automatic threshold detection. An estimation of PWM quality Downoad paper
Abstract: При изучении регуляции важной задачей является выявление генов, регулируемых одним транскрипционным фактором (регулона). Ключевую роль при определении принадлежности гена к регулону играет предсказание сайтов связывания. Для этого традиционно используют позиционную весовую матрицу (ПВМ), которой сканируют область перед геном и выявляют участки с весом выше некоторого порога. Порог на вес зависит от конкретного мотива и выбирается вручную, что является отдельной сложной задачей. Существуют также автоматические методы предсказания регуляторных сайтов без порога на вес, однако они основаны на выборе порога для какой-либо другой величины. В данной работе представлен вероятностный подход для предсказания совместно регулируемых генов, основанный на методе автоматического выбора порога. При использовании данного метода вычисляется оптимальная вероятность, которая может использоваться для оценки качества исходной ПВМ.

Semen Leyn, Dmitry Rodionov
Comparative genomic reconstruction of N-acetylgalactosamine catabolic pathways and transcriptional regulons in Proteobacteria Downoad paper
Abstract: In Escherichia coli N-acetylgalactosamine (GalNAc) and galactosamine (GalN) utilization pathway is controlled by the DeoR-family transcription factor AgaR. We applied comparative genomics approach to reconstruct AgaR regulon in multiple genomes from the Proteobacteria phylum. We predicted four types of AgaR binding DNA motifs that share a common pattern CTTTC. We reconstructed the AgaR regulons and the corresponding metabolic pathways in all studied species. As result we predicted many novel members of regulon and assigned their functional roles in GalNAc/GalN catabolic pathways. The pathway starts from transport of GalNAc/GalN into the cell by either PTS systems or secondary transporters with subsequent phosphorylation by committed GalNAc-specific kinases. We found that AgaS catalyzes the galactosamine-6-phosphate isomerase activity instead of previously proposed AgaI. Phylogenetic analysis of AgaR-regulated proteins revealed multiple horizontal gene transfers and gene duplications in the evolution of GalNAc/GalN catabolic pathways in Proteobacteria.

Pavel Rybin
Pavel Rybin, Victor Zyablov
Estimation of error fraction guaranteed corrected by H-LDPC code Downoad paper
Abstract: В работе рассматривается декодирование кодов с малой плотностью проверок с компонентным кодом Хэмминга (Х-МПП-кодов). Основная идея алгоритма декодирования Х-МПП-кода аналогична идеи алгоритма декодирования из работы 2009г. В.В. Зяблова, Р. Йоханнессона и М. Лончар: уменьшение количества невыполненных проверок на каждой итерации алгоритма. В предложенном алгоритме модифицируется только критерий выбора заменяемого (инвертируемого) символа. Критерий учитывает тот факт, что для проверок кода Хэмминга заменена символа приводит не только к тому, что проверока становится либо выполненной, либо невыполненной, как для проверки на четность, но также и к тому, что невыполненная проверока останется невыполненной. Это позволяет снизить требования к количеству невыполненных проверок, чтобы гарантировать, что заменяемый символ найдется. Для предложенного алгоритма получена оценка на долю гарантированно исправимых ошибок с использованием методов оценки в графе Таннера числа ребер с заданным свойствами, разработанных В.В. Зябловым и П.С. Рыбиным в работе 2010г.

Igor Zhilin, Pavel Rybin, Victor Zyablov
Comparison of binary LDPC codes decoding algorithms with hard-decision input Downoad paper
Abstract: В работе рассматриваются известные алгоритмы декодирования с ``мягким'' и ``жестким'' входом для системы с ``жестким'' приемом. Предлагается оригинальный метод использования алгоритмов декодировния с ``мягким'' входом для систем с ``жестким'' приемом. Представлены результаты моделирование алгоритмов декодирования при передаче кодового слова кода с малой плотностью проверок на четность (МПП-кода Галлагера) по двоичному каналу с аддитивнм белым гауссовским шумом (АБГШ). В заключении проводится сравнительный анализ полученных результатов для алгоритмов с ``жестким'' и ``мягким'' входом.


up

S

Alexander Safonov
Anton Kiryanov, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
IEEE 802.11s Peering Management Analytical Study Downoad paper
Abstract: Одной из наиболее важных задач при создании меш-сетей является обнаружение соседних станций, установление и поддержание соединения с ними. Устанавливаемые соединения должны быть стабильными, надежными и обеспечивать высокую вероятность успешной передачи данных. В то же время, установление нового соединения должно происходить как можно быстрее. Существуют различные реализации механизмов установления соединения (МУС), эффективность которых обычно проверяется при помощи имитационного моделирования. В данной статье разработаны оригинальные показатели эффективности МУС, построены математические модели алгоритмов принятия решений об открытии и закрытии соединений, предложена модернизация алгоритма принятия решений, используемого на сегодняшний день в драйверах многих устройств. С помощью математических моделей в работе показано, что данная модернизация представляет собой парето улучшение существующего механизма принятия решений.

Pavel Nekrasov, Alexander Safonov, Evgeny Khorov
Analysis of joint using of proactive and reactive routing information distribution techniques in MANETs Downoad paper
Abstract: Оценка эффективности передачи в сетях MANET мультимедийных потоков является важной задачей в области телекоммуникационных систем. Неудачно выбранный способ рассылки сетевой информации в таких сетях может привести к большому объёму служебного трафика и низкому качеству построенных маршрутов, что, в конечном итоге, приводит к низкому качеству передачи мультимедийной информации. Как показывают многие исследования, эффективность как проактивного, так и реактивного способа рассылки существенно зависит от рассматриваемого сценария. В данной работе предложен способ совместного использования проактивной и реактивной рассылки сетевой информации в сети MANET и доказано, что такой подход позволяет расширить диапазон сценариев, в котором работа протокола маршрутизации эффективна с точки зрения передачи мультимедийного трафика.

Constanze Schmitt
Constanze Schmitt, Matthias Boeck, Stefan Kramer
SOM Biclustering of Gene Expression Data Downoad paper
Abstract: Self-Organising Maps (SOMs) are an unsupervised learning mechanism mainly used for dimensionality reduction of high-dimensional data. This makes them particularly useful when dealing with gene expression microarray data, where they are invaluable for exploratory data analysis, such as cluster identification. The classical SOM approach performs clustering in only one dimension. However, with multiple gene expression chips describing different experimental conditions or individuals, biclustering is far more suitable to detect patterns of co-expressed genes present in only a subset of the samples. Therefore, biclustering variants of SOMs would be required to transfer the advantages of SOMs to the world of gene expression bicluster analysis. This paper describes SOM-based biclustering approaches, in particular the approach by Cottrel et al. (Korresp) and one proposed extension, and assesses them on synthetic and biological data.

Matthias Boeck, Constanze Schmitt, Stefan Kramer
A Study of Dynamic Time Warping for the Inference of Gene Regulatory Relationships Downoad paper
Abstract: In this study we assess different variants of Dynamic Time Warping (DTW) for the inference of gene regulatory relationships. Apart from DTW on continuous time series, we present a novel angle-based discretization approach and a distance learning method that is combined with DTW to find new gene interactions. A positive influence of the distance optimization on the performance of the alignments of gene expression profiles could not yet be established. However, our results show that discretization can be important to the outcome of the alignments. The discretization is not only able to keep the important features of the time series, it is also able to perform better than regular DTW on the original data.

Viktor Selionov
Dmitry Zhvansky, Viktor Selionov, Irina Solopova
Effect of muscle tone in the stepping activity in patients with Parkinson's disease: a study in unloading the legs Downoad paper
Abstract: Целью настоящего исследования было изучение механизмов нарушения ходьбы у пациентов с болезнью Паркинсона (БП). У 22 пациентов с легкой и умеренной стадиями БП в условиях разгрузки ног оценивали жесткость мышц бедра и голени при пассивном сгибании/разгибании в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах, а также реакцию мышц на подобные внешние возмущения. Наряду с этим определяли характеристики произвольных шагательных движений в вывеске. Полученные результаты сравнивали с аналогичными характеристиками у 16 здоровых испытуемых. На пациентах с БП эксперимент проводили как до приема, так и через час после приема лекарства леводофы. Показана существенно большая ригидность всех групп мышц ног у больных как до, так и после приема лекарства по сравнению с состоянием мышц у здоровых испытуемых. Пассивное сгибание/разгибание в суставах ног сопровождалось низкопороговыми ответами мышц как бедра, так и голени - реакцией укорочения (РУ), которая наблюдалась у половины здоровых испытуемых, и практически у всех пациентов с БП. Лекарство не оказывало существенного влияния на РУ в проксимальных мышцах, в то время как значимо уменьшало РУ в дистальных мышцах. Можно предположить, что двигательные нарушения у пациентов с БП связаны с повышенным уровнем жесткости мышц, приводящей к более выраженным низкопороговым реакциям мышц (РУ).

Alexander Seliverstov
Kristina Lopatovskaya, Alexander Seliverstov, Vassily Lyubetsky
Transcription in the plastids of Сoccidia Downoad paper
Abstract: В работе описаны кодируемые в ядре субъединицы РНК-полимеразы бактериального типа у кокцидий Eimeria tenella, Neospora caninum Liverpool и Toxoplasma gondii. В пластидах Eimeria tenella и Toxoplasma gondii предсказаны промоторы бактериального типа и регуляция транскрипции, предположена существенная роль РНК-полимераз фагового типа в транскрипции пластома у E. tenella, но не у T. gondii. У этих видов обсуждается различие в ответе на воздействие антибиотиков.

Vladimir Seplarskiy
Vladimir Seplarskiy, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Сryptic variation of the Drosophila transversion/transition ratio. Downoad paper
Abstract: Mutation rate varies between adjacent sites. A part of this variation isdue to well-recognized contexts, but another part is cryptic. However, the overall mutation rateprovides just the most basic description of the mutation process. We investigatedvariation in the most fundamental parameter characterizing thepattern ofmutation, the transversion/transition ratio, and detected a lot of cryptic variation.Incontrast to rate, pattern varies not only at individual sites.

Ilya Shapirovsky
Andrey Kudinov, Ilya Shapirovsky
Finite Approximability of Pretransitive Analogs of S5 Downoad paper
Abstract: В работе рассматриваются нормальные одномодальные предтранзитивные логики, т.е. логики, в которых можно выразить транзитивную модальность. Вопрос финитной аппроксимируемости предтранзитивных логик остается нерешенным уже на протяжении продолжительного времени, в частности, эта проблема открыта для логик K^m_n=K+[]^m p -> []^n p, n>m>1. Хорошо известно, что логика отношений эквивалентности S5 вкладывается в логику предпорядков S4. Мы обобщаем этот результат на случай произвольной предтранзитивной логики L: в L вкладывается логика L.Sym -- расширение логики L аксиомой, выражающей симметричность <<транзитивной>> модальности. В силу этого мы имеем следующее необходимое условие финитной аппроксимируемости (и разрешимости) предтразнитивных логик: L финитно аппроксимируема (разрешима), только если финитно аппроксимируема (разрешима) логика L.Sym. Мы также покажем, что для всех n>m>0 логики K^m_n.Sym финитно аппроксимируемы.

Michael Shashanov
Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Vyacheslav Shumilov, Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Roman Maslennikov
Design of System-Level Simulator for WCDMA HSUPA Mobile Networks Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача разработки программного симулятора системного уровня для системы мобильной связи WCDMA HSUPA. Разработанный симулятор позволяет оценивать различные характеристики систем WCDMA HSUPA, учитывая множество параллельно работающих соединений между пользовательскими и базовыми станциями для различных сценариев развертывания системы. Симулятор поддерживает традиционные режимы передачи существующих систем WCDMA HSUPA, а также перспективные режимы, использующие двухэлементные антенны на пользовательской станции для разнесенной передачи или параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO). В работе представлена методология проектирования симулятора, описаны основные алгоритмы его работы, приведены примеры получаемых результатов моделирования.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Roman Maslennikov
Design of Equalizer System for DVB-T Digital TV Receiver Downoad paper
Abstract: Спецификация Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) является современным стандартом системы цифрового телевидения, выбранным для использования многими странами, включая Россию. В данной работе рассматривается задача проектирования блока эквализации сигнала для приемника цифрового телевидения стандарта DVB-T. Для решения данной задачи исследованы различные способы оценки канала связи в системе DVB-T и разработан алгоритм эквализации принимаемого сигнала. На основании разработанного алгоритма спроектирован и реализован на языке описания аппаратуры Verilog цифровой аппаратный блок эквализации сигнала для приемника DVB-T. С помощью численного моделирования исследовано влияние ошибок округления и выбраны разрядности операций с фиксированной точкой в разработанном модуле. Созданный блок может быть использован в приемниках цифрового телевидения DVB-T на основе программируемых логических или специализированных интегральных схем.

Pavel Shelyakin
Gennady Fedonin, Pavel Shelyakin
Statistical Prediction of Peaks of Light Absorption Spectra of Rhodopsins Downoad paper
Abstract: A sample of amino acid sequences of rhodopsins from different families and their light absorption peaks values, obtained form literature, was studied. All sequences were aligned by Pfam multiple alignment tools using Rhodopsin_N and 7tm_1 family profiles. Obtained alignments were unified in one alignment. Positions with large proportion of gaps were deleted. Resulting alignment and corresponding light absorption peaks values were used to build linear regression model. Positions, in which mutations lead to significant shift of peaks' location, obtained from literature, were used as predictors. Feature selection methods were also used to determine positions of alignment, which are relevant for peak values prediction. Model accuracy was estimated by cross-validation and by performance on the set of mutated rhodopsin sequences with known light absorption peaks values.

Anna Kaznadzey, Pavel Shelyakin
Evolution study and classification of carbohydrate metabolism genome loci in bacteria Downoad paper
Abstract: Целью данной работы является исследование геномных локусов, относящихся к углеводному метаболизму бактерий. В состав локуса, ответственного за метаболизм каждого конкретного сахара или группы сахаров, входит ряд генов, кодирующих белки, которые участвуют в биохимических превращениях углеводов, таких как фосфорилирование, гидролиз, изомеризация, а также, как правило, трансмембранные переносчики и регуляторы транскрипции. Сравнение распределений семейств и подсемейств белков разных функциональных классов по бактериальному филогенетическому древу позволяет обнаруживать комбинации эволюционно совместимых групп и оценивать степень функциональной совместимости их представителей.

Lev Shestakov
Lev Shestakov
Background noices in vibratory communication channels of Heteroptera Downoad paper
Abstract: Вибрационная коммуникация полужесткокрылых в основном изучалась на нескольких лабораторных объектах в искусственных условиях, поэтому влиянию помех на акустическую коммуникацию не уделяли должного внимания. Мы попытались восполнить этот пробел. Зарегистрированы вибрации, возникающие в стеблях растений при ветре и механической активности насекомых. Основная энергия колебаний сосредоточена в диапазоне до 1 кГц; как правило, в частотном спектре присутствует дополнительный пик на частотах до 4 кГц. Показано, что если подобные помехи имеют сравнительно невысокую амплитуду, то вибрационные сигналы полужесткокрылых вполне различимы на их фоне. При сильном ветре сигнал может быть полностью заглушен помехами, его информативная составляющая становится неразличимой и коммуникация становится невозможной. Рассмотрены возможные способы избегания помех в подобной ситуации. Показано, что в некоторых случаях насекомые прекращают эмиссию сигнала при наличии сильных помех, издавая сигналы только в периоды затишья между порывами ветра. Обсуждаются помехи, вызываемые акустической активностью других видов и способы их избегания.

Mikhail Shkerin
Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Alexey Trushanin, Roman Maslennikov
Analysis of Characteristics of WCDMA HSUPA Communication System with MIMO Spatial Multiplexing Downoad paper
Abstract: В настоящей работе исследуются характеристики режима параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO) с двумя параллельными пространственными потоками в восходящем канале системы связи WCDMA. В процессе исследования предлагаются и реализуются три режима пространственного мультиплексирования двух параллельных потоков данных в MIMO-системе с двумя передающими и двумя приемными антеннами. С помощью моделирования физического уровня проводится сравнение предложенных режимов MIMO c режимом разнесенной передачи, использующим такую же антенную конфигурацию, но без параллельного пространственного мультиплексирования (CL-BFTD). Показана эффективность режима MIMO в системе связи WCDMA HSUPA при высоких (> 10 дБ) отношениях сигнал/шум на приемнике.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Vyacheslav Shumilov, Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Roman Maslennikov
Design of System-Level Simulator for WCDMA HSUPA Mobile Networks Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача разработки программного симулятора системного уровня для системы мобильной связи WCDMA HSUPA. Разработанный симулятор позволяет оценивать различные характеристики систем WCDMA HSUPA, учитывая множество параллельно работающих соединений между пользовательскими и базовыми станциями для различных сценариев развертывания системы. Симулятор поддерживает традиционные режимы передачи существующих систем WCDMA HSUPA, а также перспективные режимы, использующие двухэлементные антенны на пользовательской станции для разнесенной передачи или параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO). В работе представлена методология проектирования симулятора, описаны основные алгоритмы его работы, приведены примеры получаемых результатов моделирования.

Vyacheslav Shumilov
Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Vyacheslav Shumilov, Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Roman Maslennikov
Design of System-Level Simulator for WCDMA HSUPA Mobile Networks Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача разработки программного симулятора системного уровня для системы мобильной связи WCDMA HSUPA. Разработанный симулятор позволяет оценивать различные характеристики систем WCDMA HSUPA, учитывая множество параллельно работающих соединений между пользовательскими и базовыми станциями для различных сценариев развертывания системы. Симулятор поддерживает традиционные режимы передачи существующих систем WCDMA HSUPA, а также перспективные режимы, использующие двухэлементные антенны на пользовательской станции для разнесенной передачи или параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO). В работе представлена методология проектирования симулятора, описаны основные алгоритмы его работы, приведены примеры получаемых результатов моделирования.

Elena Shustrova
Elena Shustrova, Evgeny Gordienko, Irena Artamonova
Comparison of evolutionary rates for old and new copies of recently duplicated human genes Downoad paper
Abstract: Хорошо известно, что дупликации, приводящие к увеличению количества генов, являются действенным механизмом эволюции. Дупликации и мутационный процесс тесно связаны, и в том числе приводят к появлению генов с новыми функциями. Для некоторых случаев было показано, что после дупликации в двух копиях гена эволюция происходит с различными скоростями. Предложен новый способ выявления старой и новой копий паралогичных генов и оценена асимметрия скоростей эволюции недавно дуплицированных генов человека.

Evgeny Shvets
Evgeny Shvets, Andrey Lyakhov
Mathematical model of MCCA-based streaming process in mesh networks in the presence of noise Downoad paper
Abstract: Надежная передача мультимедийного трафика является сегодняшним вызовом разработчикам mesh-сетей. Такой трафик требует высокого качества обслуживания, для обеспечения которого удобно использовать описанный в стандарте IEEE 802.11s метод доступа к среде MCCA. При использовании этого метода станции устанавливают периодичные резервирования, и если все станции сети поддерживают метод MCCA, то доступ к каналу во время резервирований является бесконкурентным. Общим недостатком работ, посвященных методу MCCA, является предположение об отсутствии случайных помех. Учет влияния случайных помех значительно усложняет описание процесса передачи, однако является необходимым для обеспечения высокого качества обслуживания. В данной работе построена аналитическая модель процесса передачи потокового трафика методом MCCA в условиях помех.

Victor Sizov
Victor Sizov, Olga Podlesskaya
Reflecting accentuation in the russian morphological dictionary of the multifunctional linguistic processor ETAP-3 Downoad paper
Abstract: Для пополнения морфологического словаря системы ЭТАП-3 акцентуационной информацией был создан формальный язык описания акцентуационных правил, написаны акцентуационные правила для большинства схем ударений, реализованы алгоритмы морфологического анализа и синтеза для работы с акцентуацией и разработаны утилиты, позволяющие автоматически вносить акцентуационные правила в морфологический словарь.

Gennady Sobolev
Valery Gitis, Alexander Derendyaev, Gennady Sobolev
Analysis of Cluster Component of Seismic Flow Downoad paper
Abstract: В работе выполнен анализ кластерной составляющей сейсмического потока для регионов Камчатки и Японии. Показано, что зависимость логарифма числа кластеров от логарифма количества событий в кластерах является линейной. Это свидетельствует о самоподобии кластерной сейсмичности. Кроме того, угол наклона данной линейной зависимости совпадает в разных регионах при различных уровнях значимости, что, возможно, показывает универсальность данного параметра. Анализ показал, что большая часть сильнейших землетрясений регионов относится к выделенным кластерам, однако кластерная составляющая предшествует не всем сильнейшим землетрясениям.

Irina Solopova
Dmitry Zhvansky, Viktor Selionov, Irina Solopova
Effect of muscle tone in the stepping activity in patients with Parkinson's disease: a study in unloading the legs Downoad paper
Abstract: Целью настоящего исследования было изучение механизмов нарушения ходьбы у пациентов с болезнью Паркинсона (БП). У 22 пациентов с легкой и умеренной стадиями БП в условиях разгрузки ног оценивали жесткость мышц бедра и голени при пассивном сгибании/разгибании в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах, а также реакцию мышц на подобные внешние возмущения. Наряду с этим определяли характеристики произвольных шагательных движений в вывеске. Полученные результаты сравнивали с аналогичными характеристиками у 16 здоровых испытуемых. На пациентах с БП эксперимент проводили как до приема, так и через час после приема лекарства леводофы. Показана существенно большая ригидность всех групп мышц ног у больных как до, так и после приема лекарства по сравнению с состоянием мышц у здоровых испытуемых. Пассивное сгибание/разгибание в суставах ног сопровождалось низкопороговыми ответами мышц как бедра, так и голени - реакцией укорочения (РУ), которая наблюдалась у половины здоровых испытуемых, и практически у всех пациентов с БП. Лекарство не оказывало существенного влияния на РУ в проксимальных мышцах, в то время как значимо уменьшало РУ в дистальных мышцах. Можно предположить, что двигательные нарушения у пациентов с БП связаны с повышенным уровнем жесткости мышц, приводящей к более выраженным низкопороговым реакциям мышц (РУ).

Rayna Stamboliyska
Rayna Stamboliyska, Cedric Cagliero
Adaptation to osmotic stress in E. coli: old song, new melody Downoad paper
Abstract: Bacteria encounter widely varying environmental conditions and increase in salinity is one of the most frequent ones. Adaptation to this case, which is referred to as hyperosmotic stress, involves a modification of transcription patterns with downstream effects on physiology. Moreover, the nucleoid structure is highly sensitive to these changes (supercoiling has been reported) and to global gene expression through RNA polymerase binding and distribution. Here, we probed the impact of hyperosmotic stress (0.5 M NaCl) on the nucleoid structure of Escherichia coli K-12 coupled with a detailed survey of RNA polymerase binding using microscopy and ChIP-on-chip, respectively. Our observation showed surprising dynamics of the E. coli chromosome that appears consistent with the observed RNA polymerase distribution. Interestingly, RNA polymerase binding events appear to be less frequent during the stress period while the nucleoid shows global expansion. Furthermore, we assessed the transcriptional changes underlying the response to hyperosmotic stress and observed the activity of previously reported and unknown-to-date genes with respect to time. As previously reported, we did not observe any significant change in expression of rpoS, that is the gene encoding the osmotic stress sigma factor. Lastly, we reconstructed the regulatory interactions governing this adaptation and established the preferential involvement of simple transcriptional motifs. Our study thus demonstrates the crucial involvement of the RNA polymerase in the dynamics and topology of the bacterial chromosome and represents the first complete and comprehensive map of the events directing the adaptation of E. coli to increased salinity in the medium.

Elena Stavrovskaya
Elena Stavrovskaya, Dmitry Rodionov, Andrey Mironov, Inna Dubchak, Pavel Novichkov
Prediction of regulon content by the method of automatic threshold detection. An estimation of PWM quality Downoad paper
Abstract: При изучении регуляции важной задачей является выявление генов, регулируемых одним транскрипционным фактором (регулона). Ключевую роль при определении принадлежности гена к регулону играет предсказание сайтов связывания. Для этого традиционно используют позиционную весовую матрицу (ПВМ), которой сканируют область перед геном и выявляют участки с весом выше некоторого порога. Порог на вес зависит от конкретного мотива и выбирается вручную, что является отдельной сложной задачей. Существуют также автоматические методы предсказания регуляторных сайтов без порога на вес, однако они основаны на выборе порога для какой-либо другой величины. В данной работе представлен вероятностный подход для предсказания совместно регулируемых генов, основанный на методе автоматического выбора порога. При использовании данного метода вычисляется оптимальная вероятность, которая может использоваться для оценки качества исходной ПВМ.

Karen Stepanyan
Mikhail Andreev, Boris Miller, Aleksandr Miller, Karen Stepanyan
Calculation of admissible linear and angular accelerations in UAV path planning Downoad paper
Abstract: В рамках задачи планирования миссии беспилотного летательного аппарата (БПЛА) рассматривается вопрос расчета допустимых скоростей и ускорений выбранной перепараметризации траектории БПЛА для заданного профиля скорости или ускорения и заранее выбранной траектории. Траектория как кривая в трехмерном пространстве заранее известна. Требуется определить график полёта так, чтобы удовлетворить требованиям к перегрузке и ускорениям.

Vita Stepanova
Vita Stepanova, Dmitry Rodionov
Genomic analysis of transcriptional regulation of aromatic amino acid metabolism in gamma-proteobacteria Downoad paper
Abstract: TyrR and TrpR transcription factors play a crucial role in the aromatic amino acids metabolism. Here we apply a comparative genomics approach to analyze TyrR and TrpR regulons in the genomes of gamma-proteobacteria. TyrR regulon was reconstructed in the Enterobacteriales, Alteromonadales, Vibrionales, Pseudomonadalles, Pasteurellales, and Aeromonadales groups. It was shown that the regulon content varies significantly between groups of proteobacteria. The positive or negative mode of TyrR action was predicted. TrpR regulons was reconstructed in the Enterobacteriales, Alteromonadales, Vibrionales, Pasteurellales, Xanthomonadales, Psychromonadaceae, Oceanospirillales, Moraxellaceae and Shewanellaceae groups of proteobacteria. Multiple novel members of both TyrR and TrpR regulons were discovered. All reconstructed regulons are available for browsing in the RegPrecise database within the TyrR and TrpR collections.

Karsten Suhre
Johannes Raffler, Karsten Suhre
A genome-wide association study of metabolic traits in human urine Downoad paper
Abstract: We present a genome-wide association study of metabolic traits in human urine, designed to investigate the detoxification capacity of the human body. Using NMR spectroscopy, we tested for associations between 59 metabolites in urine from 862 male participants in the population-based SHIP study. We replicated the results using 1,039 additional samples of the same study, including a 5-year follow-up, and 992 samples from the independent KORA study. We report five loci with joint P values of association from 3.2 × 10−19 to 2.1 × 10−182 . Variants at three of these loci have previously been linked with important clinical outcomes: SLC7A9 is a risk locus for chronic kidney disease, NAT2 for coronary artery disease and genotype-dependent response to drug toxicity, and SLC6A20 for iminoglycinuria. Moreover, we identify rs37369 in AGXT2 as the genetic basis of hyper-β -aminoisobutyric aciduria.

Vadim Surpin
Dmitry Volchkov, Vadim Surpin
Caculation, analysis and prediction of general parameters change for distributed document management system Downoad paper
Abstract: В данной работе рассматривается модель для расчета основных параметров корпоративной сети, необходимых для развертывания распределенной информационной системы документального обеспечения управления. Рассматриваемый подход позволяет также определить технические требования к характеристикам узлов корпоративной сети при изменении нагрузки на систему и изменении ее конфигурации, а также прогнозировать возникновение критических ситуаций в функционировании сети, связанных с ограниченной пропускной способностью отдельных ее элементов.

Inna Suvorova
Inna Suvorova
Regulation of the malonate and propionate catabolism in the Proteobacteria Downoad paper
Abstract: В данной работе рассматривается сравнительно-геномный анализ метаболизма малоната и пропионата, а также его регуляция у Протеобактерий. В ходе исследования найден ряд новых транскрипционных факторов, контролирующих утилизацию малоната и пропионата, идентифицированы их потенциальные сайты связывания, описаны новые члены регулонов (групп корегулируемых генов).

Aleksey Sychev
Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Alexey Trushanin, Roman Maslennikov
Analysis of Characteristics of WCDMA HSUPA Communication System with MIMO Spatial Multiplexing Downoad paper
Abstract: В настоящей работе исследуются характеристики режима параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO) с двумя параллельными пространственными потоками в восходящем канале системы связи WCDMA. В процессе исследования предлагаются и реализуются три режима пространственного мультиплексирования двух параллельных потоков данных в MIMO-системе с двумя передающими и двумя приемными антеннами. С помощью моделирования физического уровня проводится сравнение предложенных режимов MIMO c режимом разнесенной передачи, использующим такую же антенную конфигурацию, но без параллельного пространственного мультиплексирования (CL-BFTD). Показана эффективность режима MIMO в системе связи WCDMA HSUPA при высоких (> 10 дБ) отношениях сигнал/шум на приемнике.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Vyacheslav Shumilov, Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Roman Maslennikov
Design of System-Level Simulator for WCDMA HSUPA Mobile Networks Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача разработки программного симулятора системного уровня для системы мобильной связи WCDMA HSUPA. Разработанный симулятор позволяет оценивать различные характеристики систем WCDMA HSUPA, учитывая множество параллельно работающих соединений между пользовательскими и базовыми станциями для различных сценариев развертывания системы. Симулятор поддерживает традиционные режимы передачи существующих систем WCDMA HSUPA, а также перспективные режимы, использующие двухэлементные антенны на пользовательской станции для разнесенной передачи или параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO). В работе представлена методология проектирования симулятора, описаны основные алгоритмы его работы, приведены примеры получаемых результатов моделирования.


up

T

Vera Talis
Mikhail Kapitonov, Elena Maximova, Vera Talis
Вертикальная стойка детей и взрослых с нарушениями сенсомоторной интеграции Downoad paper
Abstract: Поддержание вертикальной стойки - сложная двигательная задача, которую ежедневно выполняет опорно-двигательная система человека. Целью данной работы является сравнение вертикальной стойки взрослых и детей, как здоровых, так и с нарушениями сенсомоторной интеграции в различных зрительных и проприоцептивных условиях стояния. В исследовании участвовали 7 здоровых взрослых и 8 детей, а также 5 взрослых и 5 детей с нарушениями сенсомоторной интеграции, которые в течение 30 секунд стояли на стабилографе в условиях измененного зрительного контроля (глаза закрыты) и проприоцепции от мышц ног (на мягкой опоре - поролоне). Получено, что в нормальной стойке площадь колебаний центра давления (ЦД) в группе здоровых взрослых была наименьшей, в группе здоровых и больных детей была увеличена в 2 раза по сравнению с группой здоровых взрослых и в более чем в 3 раза - в группе больных взрослых. При усложнении условий стояния от положения с закрытыми глазами к стойке на поролоне площадь колебания ЦД увеличивалась во всех группах, а положение ЦД сдвигалось вперед по стопе во всех группах, кроме группы здоровых детей (в стойке с закрытыми глазами положение ЦД не изменилось, а в стойке на поролоне - сдвинулось назад по сравнению с исходной стойкой). Полученные результаты позволяют заключить, что усложненные условия стояния активизировали разные приспособительные механизмы у здоровых и больных обследованных, которые в свою очередь зависели от возраста испытуемых.

Irina Tarasova
Lev Levitsky, Anton Goloborodko, Alexander Gorshkov, Irina Tarasova, Tatyana Perlova, Marina Pridatchenko, Mikhail Gorshkov
Pyteomics - an open source Python library for data mining in proteomics Downoad paper
Abstract: Мы представляем набор инструментов для анализа протеомных данных средствами языка программирования Python. Pyteomics представляет собой библиотеку, написанную на языке Python и предоставляющую собой программный интерфейс для работы с основными форматами экспериментальных данных (масс-спектров, LC-MS карт), результатами работы протеомных поисковых машин, а также для расчета основных физико-химических характеристик пептидов. Благодаря особенностям языка, весь функционал pyteomics лёгок в освоении и использовании, и исследователь имеет возможность сэкономить время на решении базовых задач и сосредоточиться на цели своей работы. Исходные коды представляемого программного продукта находятся в открытом доступе под лицензией MIT и снабжены подробной документацией.

Pegah Tavakkolkhah
Pegah Tavakkolkhah, Ralf Zimmer, Robert Küffner
Time-sensitive inference of gene regulatory networks Downoad paper
Abstract: Many algorithms were devised to deduce gene regulatory networks (GRN) from mRNA expression data. Candidate transcription factor:target gene (TF:TG) relationships are assumed more likely if the expression of the TG depends on the expression of the TF. This dependency can for instance be evaluated by Pearsons linear correlation coefficient ρ2 or by η2, a non-parametric, non-linear correlation coefficient computed from an analysis of variance (ANOVA). In particular, η2 performed significantly better than previously published methods in the recent DREAM5 competition. Inference algorithms usually neglect to analyze whether expression changes in TFs precede expression changes in TGs. We present a simple but effective approach to extend standard algorithms (exemplified by ρ2 and η2) by an analysis of time shifted expression patterns from time series data and report the achieved performance improvements.

Nadezhda Terekhanova
Nadezhda Terekhanova, Alexey Kondrashov, Georgii Bazykin
Heterotachy of double substitutions in neighboring nucleotides in non-coding sequence Downoad paper
Abstract: Both the mutation rate and the selective pressure are non-uniform along the non-coding DNA segments. However, the durability of this variation is poorly understood. Here, we study the tendency of pairs of neighboring substitutions in the non-coding sequence to occur in the same phylogenetic lineage. The lineage in which each substitution has occurred is revealed by maximum parsimony in comparison of human with chimp (using orangutan as an outgroup), and in comparison of D. melanogaster and D. simulans (using D. erecta as an outgroup). In both cases, the substitutions in neighboring nucleotides tend to occur in the same lineage. This effect decreases with distance between nucleotides, but is still pronounced for substitutions at ~10 nucleotides from each other. Possible mutational and selective explanations for this pattern are discussed.

Ivan Titov
Ivan Tsitovich, Ivan Titov
Analysis of an Web-server traffic control efficiency by data of real traffic of a music source Downoad paper
Abstract: В настоящей работе проведен анализ свойств трафика, поступающего от музыкального ресурса, а также вероятности переполнения буфера коммутационного устройства, обслуживающего этот трафик. Исследуется эффективность методов управления скоростью передачи данных для трафика Web сервера. Кроме этого, приведено сравнение вероятностей потерь для систем с дискретной и непрерывной функцией распределения длительности обслуживания требований.

Artem Tokarchuk
Artem Artemov, Dmitri Pervushin, Artem Tokarchuk, Alexander Favorov, Andrey Mironov
Kinetic model explains correlation of DNA methylation with tissue-specific alternative splicing and alternative polyadenylation Downoad paper
Abstract: In the current work we observed the following evidence of an association between DNA methylation and alternative splicing: the regions between alternative acceptor sites tend to have higher DNA methylation compared to the regions between consitutive acceptor sites. Moreover, for the case of cassette exons we observed correlations between their inclusion rate and methylation of the corresponding downstream intron. The similar effect exists for alternative polyadenylation sites: DNA methylation downstream of alternative polyadenylation sites was higher compared to the one downstream of constitutive sites.

Elena Tolmacheva
Elena Tolmacheva, Didier Pinault
Effects of NMDA-receptor antagonists, ketamine and MK 801, on synchronized gamma (30-80Hz) activity in neural network in anesthetized rats Downoad paper
Abstract: Дефицит в обработке сенсорной информации - типичная характеристика больных с психическими заболеваниями. Больные шизофренией демонстрируют сниженный индекс соотношения сигнал/ шум, одной из причин которого, как было показано, является сниженная функция глутаматергических НМДА-рецепторов. Антагонист НМДА-рецепторов, кетамин - психомиметик, вызывающий сенсорный дефицит и увеличивающий количество спонтанных гамма (30-80 Гц) осцилляций в нейронных сетях мозга, что, возможно, и является причиной снижения восприятия сенсорного сигнала. Результаты, полученные на кетаминовой модели острого психоза у крыс, что введение НМДА-антагонистов кетамин и МК-801 ведет к существенному усилению в частоте гамма диапазона спектра мощности электрической активности мозга. Высказана гипотеза, что индуцированная кетамином гиперсинхронизация нейрональных осцилляций в гамма диапазоне может являться "сетевым шумом", который снижает индекс соотношения сигнал/шум в нейрональной сети и нарушает таламокортикальную передачу, и, как следствие, процесс обработки поступающих потоков информации.

Alex Tonevitsky
Iakov Davydov, Irena Artamonova, Alex Tonevitsky
Multicopy ribosomal protein L12 Downoad paper
Abstract: Бактериальный рибосомный белок L12 является единственным многокопийным белком рибосомы. В составе рибосомы белок L12 присутствует в форме димеров. Рибосома Escherichia coli содержит 4 молекулы белка L12, в то время, как у термофильных бактерий Thermotoga maritima и Thermus thermophilus одна рибосома содержит 6 молекул белка L12. В данной работе мы предсказали число молекул белка L12 в рибосоме более чем для 700 видов бактерий и описывали основные эволюционные механизмы изменения числа молекул белка L12. Кроме того, разработанный метод предсказывает возможность связывания 8 молекул белка L12 с рибосомами некоторых цианобактерий.

Mikhail Trefilov
Mikhail Trefilov
Braided blockwise codes, that using component codes with minimal memory, analysis Downoad paper
Abstract: Рассматриваются заплетенные сверточные коды (braided convolutional codes) с компонентными кодами малой памяти со скоростью 2/3. Эти коды допускают итеративное декодирование с декодированием компонентных кодов по методу максимума апостериорной вероятности. Используемые компонентные коды имеют минимальную сложность решетки, что позволяет свести к минимуму затраты на их реализацию.

Alexey Trushanin
Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Alexey Trushanin, Roman Maslennikov
Analysis of Characteristics of WCDMA HSUPA Communication System with MIMO Spatial Multiplexing Downoad paper
Abstract: В настоящей работе исследуются характеристики режима параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO) с двумя параллельными пространственными потоками в восходящем канале системы связи WCDMA. В процессе исследования предлагаются и реализуются три режима пространственного мультиплексирования двух параллельных потоков данных в MIMO-системе с двумя передающими и двумя приемными антеннами. С помощью моделирования физического уровня проводится сравнение предложенных режимов MIMO c режимом разнесенной передачи, использующим такую же антенную конфигурацию, но без параллельного пространственного мультиплексирования (CL-BFTD). Показана эффективность режима MIMO в системе связи WCDMA HSUPA при высоких (> 10 дБ) отношениях сигнал/шум на приемнике.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Vyacheslav Shumilov, Mikhail Shkerin, Aleksey Sychev, Roman Maslennikov
Design of System-Level Simulator for WCDMA HSUPA Mobile Networks Downoad paper
Abstract: Рассматривается задача разработки программного симулятора системного уровня для системы мобильной связи WCDMA HSUPA. Разработанный симулятор позволяет оценивать различные характеристики систем WCDMA HSUPA, учитывая множество параллельно работающих соединений между пользовательскими и базовыми станциями для различных сценариев развертывания системы. Симулятор поддерживает традиционные режимы передачи существующих систем WCDMA HSUPA, а также перспективные режимы, использующие двухэлементные антенны на пользовательской станции для разнесенной передачи или параллельного пространственного мультиплексирования (MIMO). В работе представлена методология проектирования симулятора, описаны основные алгоритмы его работы, приведены примеры получаемых результатов моделирования.

Alexey Trushanin, Michael Shashanov, Roman Maslennikov
Design of Equalizer System for DVB-T Digital TV Receiver Downoad paper
Abstract: Спецификация Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) является современным стандартом системы цифрового телевидения, выбранным для использования многими странами, включая Россию. В данной работе рассматривается задача проектирования блока эквализации сигнала для приемника цифрового телевидения стандарта DVB-T. Для решения данной задачи исследованы различные способы оценки канала связи в системе DVB-T и разработан алгоритм эквализации принимаемого сигнала. На основании разработанного алгоритма спроектирован и реализован на языке описания аппаратуры Verilog цифровой аппаратный блок эквализации сигнала для приемника DVB-T. С помощью численного моделирования исследовано влияние ошибок округления и выбраны разрядности операций с фиксированной точкой в разработанном модуле. Созданный блок может быть использован в приемниках цифрового телевидения DVB-T на основе программируемых логических или специализированных интегральных схем.

Oksana Tsishkova
Evgeny Zhvansky, Oksana Tsishkova, Alexander Grishin, Elena Keshinyan
The researching of motor activity of healthy infants and infants with different movement disorders Downoad paper
Abstract: Целью данной работы было исследование нейромышечных характеристик детей раннего возраста в норме и при двигательных нарушениях с помощью поверхностной электромиографии, а также разработка критериев объективизации эффективности проводимого лечения. Были обследованы 30 детей в возрасте от 6-ти месяцев до 3-х лет. Из них 17 детей с двигательными нарушениями центрального генеза (6 - с атонически-астатической формой ДЦП, 11 - со спастическими формами ДЦП), 5 - с двигательными нарушениями периферического генеза, 8 - здоровых. Во время регистрации ЭМГ ребенку в положении лежа проводилось сгибание и разгибание коленных и тазобедренных суставов. Регистрировалась ЭМГ активность основных мышц бедра и голени. Рассчитаны параметры, отражающие степень спастичности мышц и сложившиеся двигательные паттерны. Выявлена тенденция изменения параметров к норме в ходе лечения.

Anna Tsiganova
Alexey Kovalenko, Anna Tsiganova, Andrey Lyakhov
Real-time multicast for local groups in multi-hop wireless networks. Downoad paper
Abstract: В данной работе рассматривается передача трафика приложений реального времени в беспроводных многошаговых широковещательных сетях. Выделяется два основных критерия качества — задержка и надежность передачи до конечных получателей. Анализируется один из основных механизмов, позволяющих минимизировать негативное влияние потерь пакетов — передача данных по нескольким путям для малой окрестности.

Ivan Tsitovich
Ivan Tsitovich, Ivan Titov
Analysis of an Web-server traffic control efficiency by data of real traffic of a music source Downoad paper
Abstract: В настоящей работе проведен анализ свойств трафика, поступающего от музыкального ресурса, а также вероятности переполнения буфера коммутационного устройства, обслуживающего этот трафик. Исследуется эффективность методов управления скоростью передачи данных для трафика Web сервера. Кроме этого, приведено сравнение вероятностей потерь для систем с дискретной и непрерывной функцией распределения длительности обслуживания требований.

Olga Tsoy
Jelena Jalovaja, Olga Tsoy
Comparative-genomic Reconstruction of the NifA-RpoN Regulon in Alpha-proteobacteria Downoad paper
Abstract: Biological nitrogen fixation is performed by a variety of bacteria, but alphaproteobacteria, which are symbionts of leguminous plants, are of special interest. Majority of genes, crucial for this process are regulated by RpoN-dependent transcriptional factor NifA. In this work we apply comparative genomics approach to NifA+RpoN regulon reconstruction in alphaproteobacteria. NifA binding sites were found upstream of many nitrogen fixation-associated genes described before and their orthologs of nitrogen-fixing bacteria of alphaproteobacteria order. New regulon members such as genes of molybdenum transport system were discovered.


up

U

Olga Tsoy
Alexander Zhukovsky, Dmitry Nikolaev, Olga Tsoy
Application of active learning to the Viola-Jones object detection framework Downoad paper
Abstract: В работе описан алгоритм активного обучения классификатора Виола - Джонса, предназначенного для поиска объектов на изображениях. Для выбора примеров, подлежащих ручной разметке и вносящих возмущение в начальные обучающие выборки, предлагается критерий, опирающийся на сильное изменение степени уверенности по сравнению с предыдущей итерацией обучения. Проведен эксперимент активного обучения классификатора для задачи поиска лиц на паспортах. Активное обучение классификатора проходило на малых обучающих выборках и сравнивалось с классификатором, построенным на полноценной выборке.


up

V

Olga Vakhrusheva
Olga Vakhrusheva, Georgii Bazykin, Alexey Kondrashov
Functional Conservation without Detectable Sequence Similarity Downoad paper
Abstract: Functional significance of noncoding sequences is commonly assessed through above-random conservation between genomes. However there is accumulating data that points to the rapid turnover of regulatory sequences. In the case of generality of this phenomenon direct similarity-based approaches would be insufficient to infer functional significance of noncoding sequences. Here we address the question of whether functional conservation is possible without sequence conservation. We apply bioinformatics approach to this problem by tracing patterns of conservation in orthologous introns in two distant pair of species. Our findings suggest that orthologous noncoding genomic compartments may continue to play a functional role in distant species even after having diverged beyond recognition at the sequence level.

Svetlana Vinogradova
Svetlana Vinogradova, Andrey Mironov
Functional ncRNA Structures on a Genome-Wide Scale Downoad paper
Abstract: Non-coding RNAs (ncRNAs) are functional transcripts that do not encode proteins. They are involved in many cellular processes including gene silencing, replication, gene expression regulation, transcription, chromosome stability, protein stability, and others. However, in contrast to protein coding genes, the signals for ncRNA are subtler. The one general characteristic shared by many (but not all) known RNAs is folding into complex shapes that are crucial to function and thus are conserved. It is possible to predict RNA structures by similarity but it is also important to predict new ncRNAs. Our approach based on computing of local base pairing probabilities and comparative genomic analysis allows to efficiently predict ncRNA on a genome-wide scale.

Dmitry Vinogradov
Dmitry Vinogradov, Maria Logacheva, Mikhail Gelfand
SNP analysis in four Fagopyrum transcriptomes Downoad paper
Abstract: We examined four Fagopyrum transcriptomes (F. esculentum, F. tataricum, F. homotropicum and F. cymosum) in search of SNPs. Here I will discuss our methods and some preliminary results.

Dmitry Volchkov
Dmitry Volchkov, Vadim Surpin
Caculation, analysis and prediction of general parameters change for distributed document management system Downoad paper
Abstract: В данной работе рассматривается модель для расчета основных параметров корпоративной сети, необходимых для развертывания распределенной информационной системы документального обеспечения управления. Рассматриваемый подход позволяет также определить технические требования к характеристикам узлов корпоративной сети при изменении нагрузки на систему и изменении ее конфигурации, а также прогнозировать возникновение критических ситуаций в функционировании сети, связанных с ограниченной пропускной способностью отдельных ее элементов.

Ilya Vyugin
Ilya Vyugin, Renat Gontsov
Towards the Il'yashenko-Khovanskii result on the solvability of Fuchsian systems with small coefficients by quadrature Downoad paper
Abstract: Работа посвящена разрешимости в квадратурах фуксовых систем линейных дифференциальных уравнений. Уточняется результат Ю.С. Ильяшенко, А.Г. Хованского, получивших критерий разрешимости фуксовых систем с достаточно малыми коэффициентами.


up

W

Sarah Wheelan
Alexander Favorov, Loris Mularoni, Leslie Cope, Andrey Mironov, Yulia Medvedeva, Vsevolod Makeev, Sarah Wheelan
GenometriCorr (Genometric Correlation): an R package for spatial correlation of genome-wide interval datasets Downoad paper
Abstract: Here we present a biologically-based and statistically grounded tool to determine the correlation of genomewide data with known biological features. The R package GenometriCorr efficiently calculates the spatial correlation between two sets of genomic intervals (data and/or annotated features), for use as a metric of functional interaction. GenometriCorr can be freely downloaded at http://genometricorr.sourceforge.net/ and used under MIT Artistic-2.0 license.


up

Y

Pavel Yerofeyev
Mikhail Belyaev, Evgeny Burnaev, Pavel Yerofeyev, Pavel Prikhodko
Comparative performance of nonlinear regression intialization methods Downoad paper
Abstract: Одной из задач, возникающих при построении нелинейной регрессионной модели, является правильная (в определенном смысле) инициализации её параметров. В данной работе проводится сравнение некоторых широко распространенных методов и нескольких новых подходов к инициализации аппроксимационной модели, представляющей из себя разложение по словарю параметрических функций специального вида (сигмоидов). Численные эксперименты показали, что на некотором классе функций определенные методы и подходы (расстановка центров сигмоидов в точках выборки и последующий жадный набор регрессоров) позволяют улучшить качество аппроксимации и/или уменьшить время обучения модели по сравнению с другими методами. Однако, в общем случае ни один из методов инициализации не показал сколько-нибудь значимого улучшения.

Jelena Jalovaja
Jelena Jalovaja, Olga Tsoy
Comparative-genomic Reconstruction of the NifA-RpoN Regulon in Alpha-proteobacteria Downoad paper
Abstract: Biological nitrogen fixation is performed by a variety of bacteria, but alphaproteobacteria, which are symbionts of leguminous plants, are of special interest. Majority of genes, crucial for this process are regulated by RpoN-dependent transcriptional factor NifA. In this work we apply comparative genomics approach to NifA+RpoN regulon reconstruction in alphaproteobacteria. NifA binding sites were found upstream of many nitrogen fixation-associated genes described before and their orthologs of nitrogen-fixing bacteria of alphaproteobacteria order. New regulon members such as genes of molybdenum transport system were discovered.

Mikhail Yakimov
Mikhail Yakimov
Block transmission of delay sensitive traffic in wireless networks with reservation-based channel access in noise conditions Downoad paper
Abstract: Блочная передача данных является одним из механизмов, позволяющих существенно сократить накладные расходы за счет возможности квитирования всех пакетов блока с помощью одного служебного сообщения. Механизм блочной передачи успешно п