ИТиС

«Информационные технологии и системы - 2012»
35-я конференция молодых ученых и специалистов
19 - 25 августа, Петрозаводск, Россия

Русский | English

 

 

Просмотров:

 

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я


А

Айдарханов Руслан Дауренович
Акопян Арсений Владимирович
Акопян А.В.
Некоторые обобщения теоремы о Бутерброде Открыть работу
Аннотация: В докладе будет рассказано несколько новых обобщений «теоремы о бутерброде». Говоря элементарным языком, нас будет интересовать, например, такой вопрос: когда от бутерброда с 4-мя ингредиентами можно отрезать меньший бутерброд с теми же вкусовыми качествами. Другой связанный с этим вопрос: когда из бутерброда с 4-мя ингредиентами можно вырезать выпуклый «подбутерброд» заданного размера, на вкус не отличимый от большого. Аналогичные задачи будут обсуждаться во всех размерностях и с разным числом ингредиентов.

Андреев Михаил Александрович
Андреев М.А., Миллер Б.М., Степанян К.В., Миллер А.Б.
Стабилизация БПЛА на опорной траектории под воздействием внешних атмосферных возмущений Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача стабилизации движения БПЛА вдоль заданной траектории при наличии внешних аэродинамических возмущений. Опорная траектория задана как набор по-координатных полиномов, полученных в результате решения задачи планирования движения. Задача стабилизации движения сводится к задаче синтеза компенсатора обратной связи по доступным наблюдениям. Рассматриваются два типа возмущений: зона турбулентности и область ветрового сдвига. Начало и окончание зоны ветрового сдвига описываются марковской цепью в непрерывном времени, а направление и интенсивность сдвига как гауссовские случайные векторы.

Антипова Анастасия
Шумилов В.Ю., Трушанин А.Ю., Клюев А.Ф., Ляшков Д.М., Антипова А.О., Масленников Р.О.
Разработка интерфейса между физическим и системным уровнями для моделирования восходящего канала системы мобильной связи LTE-A Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача разработки интерфейса между физическим и системным уровнями (Link-to-System Mapping Interface или PHY abstraction) для восходящего канала системы LTE-A Release 10. Интерфейс между физическим и системным уровнями является математической моделью, используемой в инструментах имитационного моделирования системного или сетевого уровней для точного определения вероятности пакетной ошибки при заданных условиях распространения сигнала, не требуя полного прямого моделирования процесса передачи пакетов. Для разработки рассматриваемого интерфейса выбран подход, основанный на использовании средней взаимной информации на бит между кодированными битами на передатчике и логарифмами отношения правдоподобия на приемнике. В работе представлены принципы построения интерфейса между физическим и системным уровнями для рассматриваемой системы и полная структура разработанной модели. Приведены результаты верификации интерфейса, показывающие высокую точность определения значения вероятности пакетной ошибки.

Арифулов Ренат
Арифулов Р., Науменко С.А.
Опыт создания центра обработки данных и вычислительного кластера для лаборатории эволюционной геномики Открыть работу
Аннотация: В рамках проекта создания лаборатории эволюционной геномики на ФББ МГУ возникла подзадача построения вычислительной системы, которую можно использовать для обработки данных, поступающих с высокопроизводительного секвенатора Illumina Hiseq 2000. Созданный центр обработки данных состоит из 30 вычислительных узлов общего назначения, одного узла с большим объемом оперативной памяти (512Gb), трех систем хранения данных по 144TB каждая, сетей обмена данными, вычислительной и служебной сети, графического ускорителя вычислений, кондиционеров и источника бесперебойного питания.

Артамонова Ирена Игоревна
Гоглева А.А., Артамонова И.И.
Состав CRISPR-кассет отражает разнообразие вириомов в микробиоме кишечника человека Открыть работу
Аннотация: CRISPR is a prokaryotic adaptive defence system that provides resistance against alien replicons like viruses and plasmids. Cas-proteins and CRISPRcassettes comprise the entire CRISPR-system. The CRISPR-cassettes include leader sequence at 5' and an array of conserved short direct repeats with unique spacer sequences located between them. The insertion of new spacers predominantly occurs near the leader sequence. Therefore CRISPR-cassettes can be treated as a footprint of phage-bacteria interactions within the certain ecosystem. The human gut is a rich habitat populated by a vast number of microorganisms, however the large proportion of them are referred to the uncultured category and little is known about their CRISPR-systems. We used human gut metagenomic data of three distinct projects to obtain information about the composition and dynamics of CRISPR-cassettes in the humanassociated microbiota. This study shows that CRISPR-cassettes are highly variable and particular CRISPRome of a certain individual reflects it's unique viriome diversity, abundance and dynamics.

Давыдов Я.И., Цой О.В., Артамонова И.И., Тоневицкий А.
Рибосомный белок L12: копийность и её регуляция Открыть работу
Аннотация: Бактериальный рибосомный белок L12 является единственным многокопийным белком рибосомы. Рибосома Escherichia coli содержит четыре молекулы белка L12, в то время, как у термофильных бактерий Thermotoga maritima и Thermus thermophilus одна рибосома содержит шесть молекул белка L12. В данной работе мы предсказали число молекул белка L12 в рибосоме более чем для 1200 видов бактерий. Были обнаружены виды, в рибосомах которых присутствуют восемь молекул белка L12. Был проведен филогенетических профилей, коррелирующих с копийностью L12. Рассмотрены возможные механизмы поддержания необходимого соотношения белков в рибосоме.

Артемов Артем Владимирович
Артемов А.В., Первухин Д., Фаворов А.В., Миронов А.А.
Локализация гистоновых модификаций, ассоциированных с выбором альтернативного сайта полиаденилирования Открыть работу
Аннотация: In the current work we explored a possible role of histone modifications in the regulation of alternative polyadenylation. We observed correlations between the usage of a polyadenylation site and the level of certain histone modifications near this site. In order to check if this association can be explained by epigenetic regulation of polymerase II elongation rate, we compared the correlations in the regions of high and low polymerase II occupancy.

Никулова А.А., Артемов А.В., Schmidt T.
Универсальная Java-платформа для массового анализа данных секвенирования нового поколения Открыть работу
Аннотация: With the cost of the genome sequencing going down, the need for the effective tools for the analysis of NGS data is becoming urgent. Here, we present a exible Java framework that provides various functionalities for the analysis of mutation data. It operates on various levels of biological objects, such as mutations, genes, pathways etc. and allows for incorporation of other types of data (e.g. gene expression) into analysis. We also provide an example of a framework application to a study of mutations in uencing the expression level of the closely positioned genes.

Ахмадуллина Александра Ильдаровна
Ахмадуллина А.И., Базыкин Г.А.
Отбор против аллелей с полной потерей функции в популяции Открыть работу
Аннотация:


наверх

Б

Базыкин Георгий Александрович
Тереханова Н.В., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С., Мюге Н.С.
Генетическая изменчивость в геномах Gasterosteus aculeatus; Открыть работу
Аннотация: G. aculeatus is a good model for studying population genomics. It exists in two morphs, freshwater and marine, that differ in their morphological, physiological and behavioral traits, and these traits have evolved repeatedly in freshwater populations from marine ancestors all over the world. We use next-generation sequencing to study the genetic variation of the natural marine and freshwater stickleback populations, and of experimental freshwater populations formed ~30 years ago from crosses of marine and freshwater ancestors. We confirm the previously identified QTLs responsible for stickleback phenotypic variation, and find new QTLs. Furthermore, our results show that in the experimental freshwater populations, strong selection favoring the freshwater alleles in these QTLs acted over the time of the experiment. Over these 30 years, selection increased the mean frequency of the freshwater alleles in multiple loci from 50% to 70-80%. It was prominent when the founder population was relatively large, and consisted of 20 individuals; by contrast, drift prevailed in the experimental population founded by a cross of only two individuals.

Вахрушева О.А., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С.
Отрицательный отбор на ортологичные участки геномов, потерявших сходство последовательностей. Открыть работу
Аннотация: Functional significance of non-coding 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 non-coding genomic compartments may continue to play a functional role in distant species even after having diverged beyond recognition at the sequence level.

Денисов С.В., Базыкин Г.А.
Роль неконсенсусных нуклеотидов в эволюции сайтов сплайсинга: данные по однонуклеотидным полиморфизмам (SNP) и дивергенции Открыть работу
Аннотация: Геномы высших эукариот содержат десятки тысяч сайтов сплайсинга, многие из которых содержат неконсенсусные нуклеотиды. Известно также, что сайты альтернативно сплайсируемых (кассетных) экзонов чаще содержут неконсенсусные нуклеотиды по сравнению с сайтами конститутивных экзонов. В работе обсуждаются эволюционные сценарии, которые могли бы объяснить наблюдаемые отличия между сайтами кассетных и конститутивных экзонов; делается попытка выделить наиболее вероятные из них.

Сеплярский В.Б., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С.
Распространенность эпистатических взаимодействий в кодирующих и не кодирующих последовательностях D. melanogaster Открыть работу
Аннотация: Most models of sequence evolution assume independence of mutations at different sites; however, there are multiple possible reasons for deviations from independence. In particular, epistatic interactions between sites may lead to non-independence of SNPs and of nucleotide replacements at distinct sites. Here, we show that epistatic interactions between nearby (at distances of up to 5 bp) nucleotide sites shape the patterns of polymorphism and divergence in coding (CDS) and noncoding (NDS) DNA sequences of D. melanogaster. Both in within-species polymorphism and in interspecies divergence, the clustering of SNPs and substitutions at nearby sites is positively correlated with the degree of conservatism of the sequence segment. Moreover, clustering of substitutions in the same of the two evolving lineages, suggestive of positive selection or epistatic interactions (Bazykin et al. Nature 2004 Jun 3; 429:558-562), is twice as strong in the conserved regions of NDS, and 3 times as strong in the conserved regions of CDS, compared to the corresponding non-conserved regions. These results show that epistatic interactions between nearby CDS and NDS sites are prevalent genome-wise, and may be an underappreciated contributor to sequence evolution.

Ахмадуллина А.И., Базыкин Г.А.
Отбор против аллелей с полной потерей функции в популяции Открыть работу
Аннотация:

Безматерных Павел
Безматерных П., Ханипов Т., Николаев Д.П.
Решение задачи линейной регрессии с помощью быстрого преобразования Хафа Открыть работу
Аннотация: В данной работе изучается устойчивость метода решения задачи линейной регрессии с помощью быстрого преобразования Хафа при наличии нормально распределенного аддитивного координатного и выбросового шумов, а также производится сравнение предлагаемого метода с некоторыми робастными модификациями метода наименьших квадратов (МНК) и методами Тейла и Сена. Демонстрируется, что предлагаемый метод является устойчивым, и при наличии сильного выбросового шума дает более точные результаты, нежели варианты метода наименьших квадратов с итеративным пересчетом весов и методы Тейла и Сена. Также показано, что метод БПХ наиболее устойчив в случае, когда дополнительно присутствует некоррелированный шум с круговым нормальным распределением.

Беломестный Денис Витальевич
Беломестный Д.В.
Pricing American options by optimization and multi-level Monte-Carlo Открыть работу
Аннотация: In this article we study simulation-based optimization algorithms for continuous time optimal stopping problems. We derive the convergence rates and discuss some implications of these rates for the choice of the number of Monte-Carlo paths in the optimization step.

Беляев Михаил Геннадьевич
Беляев М.Г.
Аппроксимация и интерполяция на основе тензорного произведения параметрических словарей Открыть работу
Аннотация: В работе рассмотрена задача восстановления неизвестной зависимости по данным, имеющим специальную структуру. Предполагается, что обучающая выборка порождена с помощью декартова произведения некоторого количества факторов, причем размерность каждого из них может быть больше одного. Для частного случая этой задачи, двумерных данных на сетке, существует классическое решение на основе сплайнов. В работе предлагается обобщение этого подхода на случай многомерных факторов, основанное на построении словаря функций в каждом из факторов. Глобальный словарь строится как тензорное произведение словарей в факторах, а коэффициенты разложения оцениваются по вычислительно эффективной формуле, что позволяет работать с крайне большими объемами данных. Высокое качество предложенного подхода демонстрируется на примере задач инженерного проектирования.

Беляев М.Г., Бурнаев Е.В., Любин А.Д.
Использование аппроксимаций матрицы гессиана функции ошибки при настройке параметров регрессионных моделей Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается подход к ускорению вычисления матрицы гессиана, используемой при подстройке параметров аппроксиматора многомерных зависимостей на основе разложения по словарю базисных функций. Ускорение достигается за счет вычисления данной матрицы по неполной выборке данных. Основное внимание уделено методике выбора такой подвыборки.

Бернштейн Александр Владимирович
Бернштейн А.В.
Снижение размерности в предсказательном моделировании: новые задачи и методы Открыть работу
Аннотация: Доклад содержит обзор традиционных постановок и методов решения задачи нелинейного снижения размерности многомерных данных, а также постановки новых нетрадиционных таких задач, возникающих в технологии предсказательного моделирования и оптимизации. Будут изложены новые подходы к решению нетрадиционных задач снижения размерности.

Ерофеев П.Д., Бурнаев Е.В., Бернштейн А.В.
Сравнительное анализ нелинейных методов восстановления Открыть работу
Аннотация: Dimension reduction in general and manifold learning in particular could be extremely helpful in some practical data mining problems with high dimensionality involved. In this paper several widespread approaches (Isomap, LLE, LTSA, etc.) along with newly proposed GSE algorithm are compared. The quality is measured in terms of test sample reconstruction error. The results showed that GSE outperforms other techniques in terms of reconstruction quality and robustness.

Бибило Юлия Петровна
Бибило Ю.П.
Нешлезингеровские деформации линейных меромофрных дифференциальных систем Открыть работу
Аннотация: Рассматриваются изомонодромные деформации систем линейных дифференциальных уравнений с иррегулярными особенностями. Доказывается существование таких деформаций нешлезенгеровского вида.

Богуславский Игорь Михайлович
Богуславский И.М., Диконов В.Г., Тимошенко С.П.
Онтология для поддержки задач извлечения смысла из текста на естественном языке Открыть работу
Аннотация: Статья посвящена ведущейся в нашей лаборатории работе по построению большой онтологии общего назначения. Создаваемый ресурс предназначен для задач семантического анализа текста на любом естественном языке и специально адаптируется для этого. Единицы онтологии соотнесены со словарями системы ЭТАП-3 и словарем искусственного языка-посредника UNL.

Борисова Марина Эдуардовна
Борисова М.Э., Малько Д.
Функциональная аннотация и сравнительный анализ геномов Streptomyces spp Открыть работу
Аннотация: Актинобактерии — это большая группа семейств, родов и видов, распространённых во многих средах обитания: встречаются преимущественно в почве, а также и в морских осадках, выступают в качестве симбионтов и паразитов. Виды рода Streptomyces — Грам-положительные нитчатые бактерии, которые производят множество вторичных метаболитов, в том числе антибиотиков. Эти бактерии продуцируют более двух третей всех клинически важных антибиотиков и потому вызывают высокий фармакологический и индустриальный интерес. Филогенетический анализ двух штаммов из рода Streptomyces, выделенных из разных губок, показал их близость (99,9% идентичности генов 16S рРНК). Секвенирование, аннотация и анализ геномов этих штаммов Streptomyces показали, что у них был общий почвенный предок с Streptomyces albus. Несмотря на высокое сходство генов «домашнего хозяйства» в изучаемых штаммах и S.albus, некоторые гены биосинтеза вторичного метаболизма могут сохраняться в одном и отсутствовать в другом штамме, подтверждая гипотезу о различных путях эволюции этих Streptomyces. Наши исследования проясняют эволюцию изучаемых стрептомицет в том числе при переходе от почвенного образа жизни к морскому.

Бочкарева Ольга Олеговна
Бочкарева О.О.
Анализ порядка генов в геномах бактерий и реконструкция геномных перестроек Открыть работу
Аннотация: В работе была исследована группа Escherichia coli / Shigella, содержащая более 30 полностью отсеквенированных и аннотированных геномов. На основе данных об ортологических рядах был проанализирован порядок генов и выделены синтенные блоки (участки с совпадающим порядком генов). С помощью алгоритма MGRA было построено эволюционное дерево, реконструирован порядок генов у предков во всех его узлах и перестройки блоков на всех его ветвях. Консервативность порядка универсальных генов в геномах Escherichia coli позволила выделить референсную последовательность универсальных генов (генов, присутствующих во всех рассматриваемых организмах). На основе сопоставления локализации генов и деревьев их аминокислотных последовательностей были выделены гены, перенесенные горизонтально.

Бочкарёв Владимир
Латыпов Р.Р., Бочкарёв В.В., Масленникова Ю.С.
Вейвлет-фильтрация ионограмм наклонного зондирования и автоматическое определение максимально применимой частоты Открыть работу
Аннотация: В работе представлен алгоритм фильтрации, который позволяет повысить контрастность ионограмм, полученных в результате наклонного радиозондирования ионосферы непрерывным линейно-частотно модулированным сигналом. Применяется пороговая вейвлет-фильтрация с использование двумерного стационарного вейвлет-преобразования. При этом порог для шумоподавления выбирается отдельно для каждого уровня разложения с использованием универсального алгоритма Донохо-Джонстона. Затем определяются максимальная и минимальная частоты для текущей ионограммы. Предложенные в работе алгоритмы позволяют произвести качественную очистку ионограммы от посторонних шумов что позволит реализовать автоматическое определение максимальной применимой частоты для исследуемой радиотрассы.

Загидуллин Б.А., Бочкарёв В.В.
Синтез панорамных изображений с использованием метода SIFT и кластеризующего слоя Кохонена Открыть работу
Аннотация: В данной статье описывается автоматизированный алгоритм синтеза панорамных изображений. Проблема синтеза включает распознование того, как нужно соединить изображения, чтобы получить панораму. В работе поэтапно описываются все процедуры синтеза панорамного изображения. Алгоритм базируется на использовании метода SIFT для поиска соответсвующих точек между изображениями. Данный метод является инвариантным к изменениям масштаба, яркости изображений и поворотам. Для оценки параметров модели геометрического преобразования между изображениями в работе предложен новый способ робастной оценки с совместным применением метода RANSAC и кластеризующей нейронной сети со слоем Кохонена.

Масленникова Ю.С., Бочкарёв В.В.
Гибридная нейросетевая модель для предсказания значений проницаемости углеводородных пластов Открыть работу
Аннотация: В данной статье представлен метод предсказания значений одного из важнейших геофизических параметров, а именно, ряда проницаемости. В основе метода лежит идея использования гибридной нейросетевой модели, состоящей из нескольких вычислительных нейронных сетей и одной кластеризующей сети. Использование данного подхода для предсказания значений проницаемости в скважинах, не задействованных в обучении нейронных сетей, показало высокую степень корреляции со значениями проницаемости, полученными по результатам исследования керновых образцов.

Бузмаков Алексей
Чукалина М., Бузмаков А., Прун В.Е.
Вычислительно эффективный вариант алгебраического метода компьютерной томографии Открыть работу
Аннотация: В статье предложена новая быстрая версия алгоритма реконструкции компьютерной томографии SART. Итерация алгоритма была асимптотически ускорена с помощью быстрого преобразования Хафа с O(n^3) до O(n^{2}logn). Данный алгоритм был программно реализован на языке С++ и проведен модельный эксперимент, который демонстрирует работу алгоритма.

Булат Лев Спартакович
Булат Л.С.
Устройство для диагностики нарушения цветоощущений Открыть работу
Аннотация: Рассмотрен прибор для диагностики нарушения цветоощущений. Описаны особенности человеческого цветного зрения. Раскрыты методы быстрого обнаружения патологий, связанных с различением цветов.

Бурнаев Евгений Владимирович
Бурнаев Е.В., Приходько П.В.
Optimization of Composite Structure based on Surrogate Modeling of Buckling Analysis Открыть работу
Аннотация: Problem of aircraft structural components (wing, fuselage, tail) optimization is considered. Solution of this problem is very computationally intensive, since it requires at each iteration a two-level process: first from previous iteration, an update step at full component level must be performed in order to take into account internal loads and their sensitivities in the whole structure involved by changes in local geometry. Second, numerous local analyzes are run on isolated elements (for example, super stiffeners) of structural components in order to calculate mechanical strength criteria and their sensitivities, depending on current internal loads. An optimization step is then performed from combined global-local sensitivities. This bi-level global-local optimization process is then repeated until convergence of load distribution in the whole structure. Numerous calculations of mechanical strength criteria are necessary for local analyzes, resulting in great increase of the time between two iterations. In this work an effective method for speeding up the optimization process was proposed. The method uses surrogate models of optimization constraints (mechanical strength criteria) and provides a reduction of structure optimization computational time from several days to a few hours.

Панов М.Е., Бурнаев Е.В.
Сравнительный анализ критериев адаптивного планирования экспериментов на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача адаптивного планирования эксперимента для задачи регрессии. В качестве регрессионной модели используется стохастическая модель гауссовского процесса. В работе рассмотрен как ряд классических критериев адаптивного планирования эксперимента, так и ряд новых критериев. Проведено сравнение рассматриваемых методов на большом количестве тестовых функций.

Бурнаев Е.В., Зайцев А.А., Янович Ю.А.
Консолидация разноточных данных на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача консолидации разноточных данных. Решается задача аппроксимации точной функции при наличии выборки значений точной функции и грубого приближения точной функции. В работе сравниваются результаты работы ряда подходов к решению такой задачи. Для построения аппроксимации используется обобщение регрессии на основе гауссовских процессов. Предложен эффективный алгоритм вычисления прогноза и оценок его точности на основе разреженных гауссовских процессов для случая больших выборок. Предложен алгоритм консолидации разноточных данных для случая, когда грубое приближение точной функции задается не выборкой, а черным ящиком. Работа алгоритмов продемонстрирована на ряде модельных и реальных задач.

Бурнаев Е.В., Ерофеев П.Д., Зайцев А.А., Кононенко Д.С., Капушев Е.Р.
Суррогатное моделирование и оптимизация профиля крыла самолета на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача оптимизации ресурсоемкой функции. Кроме самой целевой (точной) функции задано также некоторое ее приближение - грубая функция. Для решения оптимизационной задачи предлагается использовать суррогатное моделирование. В данной работе суррогатная модель строится на основе гауссовских процессов, при этом используются значения как точной, так и грубой функции. Результаты оптимизации на основе такой модели сравниваются с результатами прямой оптимизации и с оптимизацией на основе суррогатных моделей, использующих только точную функцию. Работа алгоритмов продемонстрирована на задаче оптимизации профиля крыла самолета.

Ерофеев П.Д., Бурнаев Е.В., Бернштейн А.В.
Сравнительное анализ нелинейных методов восстановления Открыть работу
Аннотация: Dimension reduction in general and manifold learning in particular could be extremely helpful in some practical data mining problems with high dimensionality involved. In this paper several widespread approaches (Isomap, LLE, LTSA, etc.) along with newly proposed GSE algorithm are compared. The quality is measured in terms of test sample reconstruction error. The results showed that GSE outperforms other techniques in terms of reconstruction quality and robustness.

Бурнаев Е.В., Янович Ю.А.
Моделирование нестационарной ковариационной функции в разреженных гауссовских процессах Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача восстановления неизвестной зависимости по данным на основе разреженных гауссовских процессов. Предполагается, что ковариационная функция процесса представима в виде суммы стационарной и нестационарной составляющих, где нестационарный вклад определяется словарем функций. Получены эффективно вычислимые формулы для восстановления значений модели, протестирован метод и его не разреженный аналог. Предложенный метод позволяет применять гауссовские процессы для выборок больших размеров, что позволяет улучшить качество аппроксимации.

Панов М.Е., Бурнаев Е.В., Коноваленко И.А., Кононенко Д.С.
Сравнительный анализ процедур оптимизации на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В некоторых практических приложениях требуется оптимизировать функцию, расчјт одного значения которой может занимать значительное время. Одним из способов оптимизации таких функций является оптимизация на основе суррогатных моделей, основная идея которой состоит в построении аппроксимации (суррогатной модели) целевой функции и дальнейшем ее использовании при оптимизации. В данной работе в качестве суррогатной модели рассматривается стохастическая модель гауссовского процесса. В работе рассмотрено несколько методов суррогатной оптимизации и проведено их сравнение с классическими методами оптимизации на большом количестве тестовых функций различных размерностей.

Приходько П.В., Бурнаев Е.В.
Подходы к оценке размерности в процедуре эффективного снижения размерности на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: Рассматривается модель функции, которая является реализацией случайного нормального поля. Для данной модели может быть построенна процедура эффективного снижения размерности для нахождения центрального подпространства регресии. В предположении, что параметры поля известны, в работе предлагается статистический тест для оценки размерности центрального подпространства регрессии. Тест основан на оценке ранга матрицы градиентов функции.

Беляев М.Г., Бурнаев Е.В., Любин А.Д.
Использование аппроксимаций матрицы гессиана функции ошибки при настройке параметров регрессионных моделей Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается подход к ускорению вычисления матрицы гессиана, используемой при подстройке параметров аппроксиматора многомерных зависимостей на основе разложения по словарю базисных функций. Ускорение достигается за счет вычисления данной матрицы по неполной выборке данных. Основное внимание уделено методике выбора такой подвыборки.


наверх

В

Вахрушева Ольга Александровна
Вахрушева О.А., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С.
Отрицательный отбор на ортологичные участки геномов, потерявших сходство последовательностей. Открыть работу
Аннотация: Functional significance of non-coding 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 non-coding genomic compartments may continue to play a functional role in distant species even after having diverged beyond recognition at the sequence level.

Веселовский Александр
Опарина Н.Ю., Жаркова М., Веселовский А.
Семейство цитохромов P450 как модель оценки изменения экологических характеристик в ходе эволюции позвоночных Открыть работу
Аннотация: The cytochromes P450 (CYPs) belong to one of the largest and ancient protein families. These enzymes are divided into multiple subfamilies involved in the metabolism of endogenous small molecules and in detoxication of xenobiotics. We have studied the vertebrate 19 CYP families including “stable” and “unstable” families differing in genes count and duplication frequencies. We have included environmental “lifestyle” description of various vertebrate phyla and demonstrated that the xenobiotic-related CYPs are prone both to duplications and higher mutation rate in comparison with metabolism-related CYPs. We have studied evolutionary traces in CYP families and demonstrated similar pathways in those phyla, characterized with congruent environmental “lifestyles”. The hotspots in CYP evolution mostly coincided with events such as changes of food type from predatoriness to herbivore, but not in opposite direction. We have described formalized “lifestyles” for vertebrate phyla and shown that our approach made it possible to detect previously unnoticed driving forces in CYPs differentiation. Our results shed light on the role of detoxication system in vertebrate evolution.

Виноградов Дмитрий Валерьевич
Виноградов Д.В., Миронов А.А.
Метод поиска геномных локусов, находящихся под отбором на частоту кодона Открыть работу
Аннотация: Синонимические мутации не всегда являются нейтральными. Одной из причин этого может быть влияние частоты кодона на скорость и точность трансляции. В данной работе мы предлагаем метод поиска геномных локусов, консервативных относительно частоты используемого кодона, и описываем результаты его применения к различным семействам генов.

Виноградова Светлана Владимировна
Виноградова С.В., Миронов А.А.
Анализ GA-богатых сайтов связывания некодирующей РНК HOTAIR Открыть работу
Аннотация: Recently, Chu and colleagues reported a new invaluable tool to profile the genome binding sites of long non-coding RNAs including HOTAIR. They analyzed genomic binding sites of HOTAIR and suggested the possibility of triplex formation as a role of HOTAIR action. The ability of double-stranded DNA to form a triple-helix structure by hydrogen bonding with a third strand of RNA is wellknown, but hasn't been studied in details. Here we show that there are several GA-rich binding sites in HOTAIR sequence that are conserved across mammalian genomes. Occurrences of these motifs in the genomes are not random and possibly correlate with some chromatin features.

Волк Денис
Волк Д.
Interval Translation Maps of Three Intervals Открыть работу
Аннотация: We show that any interval translation map (ITM) of three intervals can be reduced either to a rotation or to a double rotation. As a consequence, the subset of ITMs of finite type in the space of all ITMs of three intervals is open, dense, and has full Lebesgue measure. The set of ITMs of infinite type is a Cantor set of zero measure and of Hausdorff dimension less than full.

Волчков Дмитрий Владимирович
Волчков Д.В., Шарануца В.А.
Анализ сетевой нагрузки в распределенной системе организационного управления Открыть работу
Аннотация: В данной работе предлагается модель оценки сетевой нагрузки в распределенной системе организационного управления, основанной на анализе данных мониторинга о текущей документальной нагрузке на организацию. На базе разработанного метода рассмотрена реализация программного комплекса, осуществляющего анализ текущей степени загрузки сети и расчет пропускной способности канала, необходимой для стабильного функционирования информационной системы организации.


наверх

Г

Гарушянц Софья Константиновна
Гарушянц С.К.
Паттерн деградации геномов эндосимбионтов насекомых Открыть работу
Аннотация: В последние годы было выделено и секвенировано множество геномов бактериальных эндосимбионтов насекомых. Попадая в организм насекомого-хозяина, бактерии оказываются в богатой питательными веществами среде, поэтому их геном начинает быстро деградировать и теряет многие метаболические функции. Среди эндосимбионтов встречаются, как бактерии с самыми маленькими известными на сегодняшний день геномами, такие как Candidatus Tremblaya princeps PCIT или Candidatus Hodgkinia cicadicola Dsem, так и с достаточно крупными, такие как представители рода Coxiella. Эти организмы отличаются не только по длине геномов, но и по количеству генов в геномах, а так же по клеточному метаболизму, потому что находятся на разных стадиях деградации. В основном бактерии-эндосимбионты относятся к типу Proteobacteria, который достаточно хорошо изучен и охарактеризован. Тем самым известно и изучено множество свободноживущих родственников эндосимбионтов, что позволяет достаточно точно восстановить предковое состояние бактерий-эндосимбионтов, а следовательно установить какие метаболические функции были утеряны ими в дальнейшем. Целью данной работы является поиск паттернов деградации геномов у эндосимбионтов насекомых.

Гасников Александр Владимирович
Гасников А.В., Петрашко Д.И., Гасникова Е.В.
Макросистемный подход к моделям ранжирования веб-страниц Открыть работу
Аннотация: В работе приводится общая схема, базирующаяся на концепции равновесия макросистемы (эргодической теоремы для марковских процессов + явлении концентрации стационарной меры), с помощью которой проинтерпретированы известные модели ранжирования web-страниц: PageRank (Л.Пейдж, С.Брин, 1998), использовавшаяся в поисковой ситеме Google, модель IBM Дж. А.Томлина (2003).

Гасникова Евгения Владимировна
Гасников А.В., Петрашко Д.И., Гасникова Е.В.
Макросистемный подход к моделям ранжирования веб-страниц Открыть работу
Аннотация: В работе приводится общая схема, базирующаяся на концепции равновесия макросистемы (эргодической теоремы для марковских процессов + явлении концентрации стационарной меры), с помощью которой проинтерпретированы известные модели ранжирования web-страниц: PageRank (Л.Пейдж, С.Брин, 1998), использовавшаяся в поисковой ситеме Google, модель IBM Дж. А.Томлина (2003).

Гельфанд Михаил Сергеевич
Жаров И.А., Гельфанд М.С.
Анализ С-концевых доменов транскрипционных факторов семейства MerR Открыть работу
Аннотация: In this work we studied the orthologs of the MerRfamily transcriptional factors (TFs) BltR (45 proteins) and BmrR (152 proteins) using comparative genomic approach. BltR and BmrR were earlier experimentally studied in Bacillus subtilis where they upregulate the transcription of the genes blt and bmr encoding MFS-superfamily multidrug transporters respectively. The putative binding sites of the studied orthologs were found using previously built positional weighted matrices (PWMs). They are located in long (19-20 bp) spacers between the -35 and -10 boxes of the regulated promoters. Regulated operons included the genes encoding multidrug transporters of various groups (MFS, MATE and ABC) and spermine/spermidine acetyltransferases. The conservation of the amino acid residues known to play a role in ligand binding by BmrR was analyzed using structure-based multiple sequence alignment of the studied TFs

Коростелёв Ю.Д., Гельфанд М.С., Хайтович Ф.
Splicing Differences Between the Humans Brain Transcriptome and those of Chimpanzees and Rhesus Macaques Открыть работу
Аннотация: We plan to connect data on RNA secondary structures with gene expression and splicing patterns in human, chimpanzee and rhesus macaque brains at different age: from birth till late adulthood. The analysis will be based on the transcriptome sequencing data (RNA-seq) from brains of 14 humans, 14 chimpanzees and 14 rhesus macaques of different age composed of polyA-plus long RNA (>200 nucleotides) sequences. Based on this connection, we will identify RNA secondary structures associated with gene expression and splicing pattern changes between different life stages within each species or splicing differences between the humans brain transcriptome and the brain transcriptomes of chimpanzees and rhesus macaques. Some of the identified associations will be further experimentally tested in human and rhesus macaque cell lines.

Мазин П.В., Хайтович Ф., Гельфанд М.С.
Отличия возрастных паттернов сплайсинга у высших приматов Открыть работу
Аннотация: Alternative splicing, the process that allows single gene to produce multiple proteins, is known to be important in many physiological processes such as cell differentiation, organ development and synapse formation. Our previous results showed that splicing changes dramatically in human brain in first ten years of life. Here we compared are-related splicing patterns in three apes: human, chimpanzee and rhesus monkey and show, that despite high overall similarity of these patterns, human exhibit much more changes than other simians. It implies that splicing regulation underwent rapid evolution in human lineage after its separation from chimpanzee. We speculate that

Гитис Валерий Григорьевич
Дерендяев А.Б., Гитис В.Г.
Анализ РСА данных с помощью методов геоинформатики Открыть работу
Аннотация: В работе излагаются элементы технологии геоинформационного пространственно-временного анализа динамических данных. Обычно с помощью ГИС анализируются стационарные характеристики пространственных данных. В частности, для анализа движений земной поверхности по InSAR данным обычно используются только средние скорости смещений. Очевидно, что при таком анализе теряется много информации. В работе приведены только первые результаты анализа. Для более полноценного количественного анализа данных необходимо наличие дополнительной информации о геологической среде и городской инфраструктуре, а также интерпретация результатов геоморфологом и специалистом по инженерной геологии.

Гладков Андрей
Григорьев А.С., Гладков А., Николаев Д.П.
Система подсчета колесных осей транспортных средств и ее оптимизация с помощью программного пакета NOMAD Открыть работу
Аннотация: Описывается метод определения количества колесных осей транспортных средств на основе методов технического зрения, разработанный для системы автоматической классификации транспортных средств. Случай быстрого квазиравномерного движения решается отдельно с использованием быстрого преобразования Хафа. Исследуется возможность использования свободно распространяемого программного пакета NOMAD для оптимизации параметров алгоритма.

Гладков А., Коптелов И.
Использование строковых алгоритмов в задаче классификации автомобильных транспортных средств в видеопотоке Открыть работу
Аннотация: В работе описывается метод, задачей которого является детектирование и исправление ошибок подсчета колесных осей, допущенных автоматическим классификатором автомобильных транспортных средств. Метод использует информацию о межосевых расстояниях транспортных средств, которая представляется и обрабатывается в виде строковых шаблонов. Приводятся результаты исследования межосевых расстояний автомобилей на реальном транспортном потоке и результаты тестирования метода на ошибочных случаях автоматического классификатора. Предлагаются возможные способы улучшения метода.

Гоглева Анна Анатольеван
Гоглева А.А., Артамонова И.И.
Состав CRISPR-кассет отражает разнообразие вириомов в микробиоме кишечника человека Открыть работу
Аннотация: CRISPR is a prokaryotic adaptive defence system that provides resistance against alien replicons like viruses and plasmids. Cas-proteins and CRISPRcassettes comprise the entire CRISPR-system. The CRISPR-cassettes include leader sequence at 5' and an array of conserved short direct repeats with unique spacer sequences located between them. The insertion of new spacers predominantly occurs near the leader sequence. Therefore CRISPR-cassettes can be treated as a footprint of phage-bacteria interactions within the certain ecosystem. The human gut is a rich habitat populated by a vast number of microorganisms, however the large proportion of them are referred to the uncultured category and little is known about their CRISPR-systems. We used human gut metagenomic data of three distinct projects to obtain information about the composition and dynamics of CRISPR-cassettes in the humanassociated microbiota. This study shows that CRISPR-cassettes are highly variable and particular CRISPRome of a certain individual reflects it's unique viriome diversity, abundance and dynamics.

Голубев Юрий
Голубев Ю., Крымова Е.А.
Splines and stationary Gaussian processes Открыть работу
Аннотация: Splines are very popular in interpolation thanks to their robustness and available fast algorithms to compute them. In this talk, it is shown that splines are closely related to the interpolation of stationary Gaussian processes. This fact permits to predict the error of spline interpolation and to compute it very fast. It is shown also that splines are nearly optimal with respect to the minimax interpolation of smooth Gaussian processes and functions from Sobolev's ball.

Гордиенко Евгений Николаевич
Гордиенко Е.Н.
Эволюция бактериальных пангеномов Открыть работу
Аннотация: С увеличением количества секвенированных бактериальных геномов появляется возможность проводить сравнения групп штаммов друг с другом. При этом обнаруживается, что состав генома сильно варьирует даже внутри вида бактерий. Проведены попарное сравнение состава генома видов Escherichia coli (включая штаммы Shigella) и Salmonella enterica и функциональная категоризация наборов генов, характерных для каждой филогенетической группы. На основе полногеномного анализа деревьев генов были детектированы горизонтальные переносы, которые мели место после расхождения данных видов от общего предка, предложена гипотеза эволюции состава генома при разделении таксономических групп Enterobacteriaceae.

Григорьев Антон Сергеевич
Григорьев А.С., Гладков А., Николаев Д.П.
Система подсчета колесных осей транспортных средств и ее оптимизация с помощью программного пакета NOMAD Открыть работу
Аннотация: Описывается метод определения количества колесных осей транспортных средств на основе методов технического зрения, разработанный для системы автоматической классификации транспортных средств. Случай быстрого квазиравномерного движения решается отдельно с использованием быстрого преобразования Хафа. Исследуется возможность использования свободно распространяемого программного пакета NOMAD для оптимизации параметров алгоритма.

Гришин Александр Алексеевич
Жванский Д.С., Селионов В.А., Солопова И.А., Гришин А.А.
Нарушения межконечностных взаимодействий у пациентов после инсульта Открыть работу
Аннотация: Ранее на здоровых испытуемых были показаны особенности активации межконечностных нейронных связей при совершении ритмических движений рук и ног в положении лежа. Целью данной работы было исследование подобных взаимовлияний верхних и нижних конечностей при выполнении аналогичных двигательных задач у перенесших инсульт пациентов. У 16 постинсультных пациентов с различной степенью гемипареза в положении лежа производились активные и пассивные движения рук совместно с шагательными движениями ног и без них. Показано, что у больных общая картина распределения мышечной активности при выполнении произвольных циклических движений обеими руками была нарушена. Пассивные движения паретичной и непаретичной рук приводили к различной степени активации их мышц в зависимости от степени пареза. При нагрузке непаретичной руки активность в мышцах паретичной руки также отличалась у пациентов с различной степенью пареза. При подключении к циклическим движениям рук шагательных движений ног в диагональной синергии активность в проксимальных мышцах обеих рук уменьшалась, вне зависимости от степени пареза, как и у здоровых испытуемых. Cопутствующие шагательным движениям ног движения рук не изменяли активность мышц непаретичной ноги у пациентов обеих групп, а в паретичной ноге активность в некоторых мышцах даже снижалась. Полученные результаты выявили важные особенности постинсультных двигательных нарушений, приводящих к изменениям межконечностных взаимодействий и в значительной степени зависящих от степени пареза.

Грошев Фёдор Владимирович
Осипов Д.C., Грошев Ф.В.
Система множественного доступа, использующая динамически выделяемые частотные поддиапазоны и пороговый прием, в условиях воздействия полосовых шумовых помех Открыть работу
Аннотация: В работе исследуется влияние различных типов помех на максимальную скорость надежной передачи в системе множественного доступа, использующей динамически выделяемые поддиапазоны, частотно-позиционное кодирование и пороговый прием.

Гуськов Георгий Константинович
Гуськов Г.К., Соловьёва Ф.И.
Об одной каскадной конструкции разбиений n-куба на совершенные двоичные коды Открыть работу
Аннотация: В настоящей работе, с помощью каскадной конструкции, построен класс разбиений n-куба F^n на расширенные совершенные двоичные коды малого ранга. Получена нижняя оценка числа таких разбиений.


наверх

Д

Давыдов Яков Игоревич
Давыдов Я.И., Цой О.В., Артамонова И.И., Тоневицкий А.
Рибосомный белок L12: копийность и её регуляция Открыть работу
Аннотация: Бактериальный рибосомный белок L12 является единственным многокопийным белком рибосомы. Рибосома Escherichia coli содержит четыре молекулы белка L12, в то время, как у термофильных бактерий Thermotoga maritima и Thermus thermophilus одна рибосома содержит шесть молекул белка L12. В данной работе мы предсказали число молекул белка L12 в рибосоме более чем для 1200 видов бактерий. Были обнаружены виды, в рибосомах которых присутствуют восемь молекул белка L12. Был проведен филогенетических профилей, коррелирующих с копийностью L12. Рассмотрены возможные механизмы поддержания необходимого соотношения белков в рибосоме.

Данилов Александр
Попова С.М., Данилов А.В.
Комплексный анализ клинических данных при исследовании нарушения кровоснабжения у детей с речевыми синдромами Открыть работу
Аннотация: Проблема клинических и субклинических проявлений церебральной сосудистой патологии у детей и их лечение становятся одной из ключевых в детской неврологии. Поэтому развитие детской ангионеврологии в настоящее время невозможно без использования такого метода как ультразвуковая допплерография, объективно отражающая состояние кровоснабжения головного мозга. Разработанный в ИППИ РАН вместе с экспертами метод структурной организации слабоформализованной информации и профессиональных знаний приводит к сокращению их объема и повышению информативности. Комплексный анализ позволил провести сравнительную оценку функционального состояния мозга детей в возрасте от 3 до 8 лет в норме и с нарушениями умственного и речевого развития разной степени выраженности и вида.

Денисов Степан Владимирович
Денисов С.В., Базыкин Г.А.
Роль неконсенсусных нуклеотидов в эволюции сайтов сплайсинга: данные по однонуклеотидным полиморфизмам (SNP) и дивергенции Открыть работу
Аннотация: Геномы высших эукариот содержат десятки тысяч сайтов сплайсинга, многие из которых содержат неконсенсусные нуклеотиды. Известно также, что сайты альтернативно сплайсируемых (кассетных) экзонов чаще содержут неконсенсусные нуклеотиды по сравнению с сайтами конститутивных экзонов. В работе обсуждаются эволюционные сценарии, которые могли бы объяснить наблюдаемые отличия между сайтами кассетных и конститутивных экзонов; делается попытка выделить наиболее вероятные из них.

Дерендяев Александр Борисович
Дерендяев А.Б., Гитис В.Г.
Анализ РСА данных с помощью методов геоинформатики Открыть работу
Аннотация: В работе излагаются элементы технологии геоинформационного пространственно-временного анализа динамических данных. Обычно с помощью ГИС анализируются стационарные характеристики пространственных данных. В частности, для анализа движений земной поверхности по InSAR данным обычно используются только средние скорости смещений. Очевидно, что при таком анализе теряется много информации. В работе приведены только первые результаты анализа. Для более полноценного количественного анализа данных необходимо наличие дополнительной информации о геологической среде и городской инфраструктуре, а также интерпретация результатов геоморфологом и специалистом по инженерной геологии.

Диконов Вячеслав Григорьевич
Диконов В.Г.
Эксперимент по автоматизации определения семантики валентных связей с помощью машинного обучения Открыть работу
Аннотация: В статье описывается ход и первые результаты эксперимента, в ходе которого алгоритм машинного обучения на основе SVM применяется для определения того, каким семантическим ролям соответствуют зафиксированные в комбинаторном словаре ЭТАП синтаксические валентности. Результаты применения описанного метода могут быть полезны для семантического анализа текста и разработки онтологии предикатов. К моменту написания данной статьи эксперимент не завершен, но получены первые обнадеживающие результаты.

Богуславский И.М., Диконов В.Г., Тимошенко С.П.
Онтология для поддержки задач извлечения смысла из текста на естественном языке Открыть работу
Аннотация: Статья посвящена ведущейся в нашей лаборатории работе по построению большой онтологии общего назначения. Создаваемый ресурс предназначен для задач семантического анализа текста на любом естественном языке и специально адаптируется для этого. Единицы онтологии соотнесены со словарями системы ЭТАП-3 и словарем искусственного языка-посредника UNL.

Дорн Юрий Владимирович
Дорн Ю.В.
Введение элементов управления в равновесные модели транспортных потоков Открыть работу
Аннотация: При моделировании городской транспортной сети, как правило, используются равновесные модели транспортных потоков, появившиеся в 50-х годах прошлого столетия. Первоначально они не включали в своем описании элементов управления транспортной (такие, как светофоры, кордоны и т.д.). Некоторые из этих элементов были учтены в современных моделях. В докладе будут рассмотрено введение элементов управления в некоторые равновесные транспортные модели, определено воздействие этих элементов на равновесное распределение потоков по маршрутам.


наверх

Е

Ермакова Екатерина Олеговна
Ермакова Е.О., Малько Д.
Видоспецифичная экспрессия альтернативно сплайсируемых генов плодовых мушек рода Drosophila Открыть работу
Аннотация: Более 20% генов дрозофилы альтернативно сплайсируются. Мы использовали транскриптомы Drosophila melanogaster, Drosophila simulans и Drosophila yakuba (лаборатория С. Нуждина в Университете Южной Калифорнии; Illumina GAII, парные фрагменты 36 нт + 36 нт; 6 реплик для каждого вида) для количественной оценки изменений уровня экспрессии целых генов и уровня включения отдельных альтернативно сплайсируемых сегментов. Более 139 миллионов коротких фрагментов было картировано на полные геномы соответствующих видов. Изучаемые виды близки, однако, оказалось, что 45% генов изменили экспрессию с момента расхождения D. yakuba и общего предка D. simulans и D. melanogaster. Среди них перепредставлены гены, вовлечённые в альтернативный сплайсинг, пост- трансляционную модификацию белков, передачу сигнала, трансембранный транспорт, а также восприятие видимого света и развитие глаза. 21% альтернативно сплайсируемых сегментов длиной не менее 30 кодонов и хорошо покрытых в трёх рассматриваемых видах, имели значимо разный уровень включения. Плотность несинонимичных альтернативных замен в альтернативных сегментах, изменивших уровень включения, была выше, чем в альтернативных сегментах, не менявших уровеньвключения в процессе эволюции трёх рассматриваемых видов. Однако плотность синонимичных замен в этих классах альтернативных сегментов не отличается значимо. Таким образом, эволюция зрения сыграла важную роль в недавней эволюции плодовых мушек рода Drosophila. Изменения уровня включения альтернативно сплайсируемых сегментов скоррелированы с повышением скорости аминокислотных замен, но не с изменениями скорости синонимичных замен.

Ерофеев Павел Двидович
Бурнаев Е.В., Ерофеев П.Д., Зайцев А.А., Кононенко Д.С., Капушев Е.Р.
Суррогатное моделирование и оптимизация профиля крыла самолета на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача оптимизации ресурсоемкой функции. Кроме самой целевой (точной) функции задано также некоторое ее приближение - грубая функция. Для решения оптимизационной задачи предлагается использовать суррогатное моделирование. В данной работе суррогатная модель строится на основе гауссовских процессов, при этом используются значения как точной, так и грубой функции. Результаты оптимизации на основе такой модели сравниваются с результатами прямой оптимизации и с оптимизацией на основе суррогатных моделей, использующих только точную функцию. Работа алгоритмов продемонстрирована на задаче оптимизации профиля крыла самолета.

Ерофеев П.Д., Бурнаев Е.В., Бернштейн А.В.
Сравнительное анализ нелинейных методов восстановления Открыть работу
Аннотация: Dimension reduction in general and manifold learning in particular could be extremely helpful in some practical data mining problems with high dimensionality involved. In this paper several widespread approaches (Isomap, LLE, LTSA, etc.) along with newly proposed GSE algorithm are compared. The quality is measured in terms of test sample reconstruction error. The results showed that GSE outperforms other techniques in terms of reconstruction quality and robustness.


наверх

Ж

Жаркова Мария
Опарина Н.Ю., Жаркова М., Веселовский А.
Семейство цитохромов P450 как модель оценки изменения экологических характеристик в ходе эволюции позвоночных Открыть работу
Аннотация: The cytochromes P450 (CYPs) belong to one of the largest and ancient protein families. These enzymes are divided into multiple subfamilies involved in the metabolism of endogenous small molecules and in detoxication of xenobiotics. We have studied the vertebrate 19 CYP families including “stable” and “unstable” families differing in genes count and duplication frequencies. We have included environmental “lifestyle” description of various vertebrate phyla and demonstrated that the xenobiotic-related CYPs are prone both to duplications and higher mutation rate in comparison with metabolism-related CYPs. We have studied evolutionary traces in CYP families and demonstrated similar pathways in those phyla, characterized with congruent environmental “lifestyles”. The hotspots in CYP evolution mostly coincided with events such as changes of food type from predatoriness to herbivore, but not in opposite direction. We have described formalized “lifestyles” for vertebrate phyla and shown that our approach made it possible to detect previously unnoticed driving forces in CYPs differentiation. Our results shed light on the role of detoxication system in vertebrate evolution.

Жаров Илья Алексеевич
Жаров И.А., Гельфанд М.С.
Анализ С-концевых доменов транскрипционных факторов семейства MerR Открыть работу
Аннотация: In this work we studied the orthologs of the MerRfamily transcriptional factors (TFs) BltR (45 proteins) and BmrR (152 proteins) using comparative genomic approach. BltR and BmrR were earlier experimentally studied in Bacillus subtilis where they upregulate the transcription of the genes blt and bmr encoding MFS-superfamily multidrug transporters respectively. The putative binding sites of the studied orthologs were found using previously built positional weighted matrices (PWMs). They are located in long (19-20 bp) spacers between the -35 and -10 boxes of the regulated promoters. Regulated operons included the genes encoding multidrug transporters of various groups (MFS, MATE and ABC) and spermine/spermidine acetyltransferases. The conservation of the amino acid residues known to play a role in ligand binding by BmrR was analyzed using structure-based multiple sequence alignment of the studied TFs

Жванский Дмитрий Сергеевич
Жванский Д.С., Селионов В.А., Солопова И.А., Гришин А.А.
Нарушения межконечностных взаимодействий у пациентов после инсульта Открыть работу
Аннотация: Ранее на здоровых испытуемых были показаны особенности активации межконечностных нейронных связей при совершении ритмических движений рук и ног в положении лежа. Целью данной работы было исследование подобных взаимовлияний верхних и нижних конечностей при выполнении аналогичных двигательных задач у перенесших инсульт пациентов. У 16 постинсультных пациентов с различной степенью гемипареза в положении лежа производились активные и пассивные движения рук совместно с шагательными движениями ног и без них. Показано, что у больных общая картина распределения мышечной активности при выполнении произвольных циклических движений обеими руками была нарушена. Пассивные движения паретичной и непаретичной рук приводили к различной степени активации их мышц в зависимости от степени пареза. При нагрузке непаретичной руки активность в мышцах паретичной руки также отличалась у пациентов с различной степенью пареза. При подключении к циклическим движениям рук шагательных движений ног в диагональной синергии активность в проксимальных мышцах обеих рук уменьшалась, вне зависимости от степени пареза, как и у здоровых испытуемых. Cопутствующие шагательным движениям ног движения рук не изменяли активность мышц непаретичной ноги у пациентов обеих групп, а в паретичной ноге активность в некоторых мышцах даже снижалась. Полученные результаты выявили важные особенности постинсультных двигательных нарушений, приводящих к изменениям межконечностных взаимодействий и в значительной степени зависящих от степени пареза.

Жилин Игорь Витальевич
Жилин И.В., Потапов В.Г.
О методах моделирования канала COST 207 Открыть работу
Аннотация: В таботе проводится сравнение реализаций канала COST-207 в среде Matlab и в библиотеке IT++. Рассматривается скорость их работы при различных параметрах канала. Предлагается способ ускорения моделирования системы путјм предварительного сохранения АЧХ канала в виде базы данных и показывается выигрыш в скорости от использования этого метода.

Жуковский Александр Евгеньевеч
Жуковский А.Е.
Cинтез обучающей выборки на основе реальных данных в задачах распознавания изображений Открыть работу
Аннотация: Работа посвящена проблемам построения обучающей выборки для алгоритмов обучения машин. Основное внимание уделено использованию особенностей физической модели формирования изображения для порождения релевантных синтетических примеров. Рассмотрены три модельные задачи распознавания изображений: детектирование логотипов кредитных карт в условиях изменчивой освещенности, детектирование лиц на фотографиях произвольно повернутых документов и распознавание печатного текста на изображениях низкого качества. К каждой задаче предложен оригинальный подход по синтезу обучающей выборки на основе реальных данных и приведено сравнение качества работы алгоритмов на исходном и расширенном обучающих наборах.


наверх

З

Загидуллин Булат
Загидуллин Б.А., Бочкарёв В.В.
Синтез панорамных изображений с использованием метода SIFT и кластеризующего слоя Кохонена Открыть работу
Аннотация: В данной статье описывается автоматизированный алгоритм синтеза панорамных изображений. Проблема синтеза включает распознование того, как нужно соединить изображения, чтобы получить панораму. В работе поэтапно описываются все процедуры синтеза панорамного изображения. Алгоритм базируется на использовании метода SIFT для поиска соответсвующих точек между изображениями. Данный метод является инвариантным к изменениям масштаба, яркости изображений и поворотам. Для оценки параметров модели геометрического преобразования между изображениями в работе предложен новый способ робастной оценки с совместным применением метода RANSAC и кластеризующей нейронной сети со слоем Кохонена.

Зайцев Алексей Алексеевич
Бурнаев Е.В., Зайцев А.А., Янович Ю.А.
Консолидация разноточных данных на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача консолидации разноточных данных. Решается задача аппроксимации точной функции при наличии выборки значений точной функции и грубого приближения точной функции. В работе сравниваются результаты работы ряда подходов к решению такой задачи. Для построения аппроксимации используется обобщение регрессии на основе гауссовских процессов. Предложен эффективный алгоритм вычисления прогноза и оценок его точности на основе разреженных гауссовских процессов для случая больших выборок. Предложен алгоритм консолидации разноточных данных для случая, когда грубое приближение точной функции задается не выборкой, а черным ящиком. Работа алгоритмов продемонстрирована на ряде модельных и реальных задач.

Бурнаев Е.В., Ерофеев П.Д., Зайцев А.А., Кононенко Д.С., Капушев Е.Р.
Суррогатное моделирование и оптимизация профиля крыла самолета на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача оптимизации ресурсоемкой функции. Кроме самой целевой (точной) функции задано также некоторое ее приближение - грубая функция. Для решения оптимизационной задачи предлагается использовать суррогатное моделирование. В данной работе суррогатная модель строится на основе гауссовских процессов, при этом используются значения как точной, так и грубой функции. Результаты оптимизации на основе такой модели сравниваются с результатами прямой оптимизации и с оптимизацией на основе суррогатных моделей, использующих только точную функцию. Работа алгоритмов продемонстрирована на задаче оптимизации профиля крыла самолета.

Зверков Олег
Зверков О.А., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Семейства белков, кодируемых в пластомах Chlorophyta, Euglenozoa и Rhizaria Открыть работу
Аннотация: Разделение белков по семействам позволяет уточнять их аннотации и выполнять поиск белка по его филогенетическому профилю. Нами выполнено такое разделение (кластеризация) белков, кодируемых в пластомах рано отделившихся ветвей зелёных водорослей и видов с родственными пластидами: Euglena gracilis, E. longa и Bigelowiella natans («хлорофитная» ветвь пластид) на основе того же ранее полученного нами алгоритма. Соответствующая база данных и поиск кластера по филогенетическому профилю белка доступны на нашем сайте по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/chlorophyta/. На её основе показано, что отсутствуют белки, специфичные для пластомов небольших таксономических групп этих водорослей за исключением отчасти класса Chlorophyceae. Эта ситуация расходится с той, которую мы наблюдаем для отдела Rhodophyta. Аналогичная база данных была полученная нами для родофитной ветви пластид доступна по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/redline/. Мы предполагаем, что донором пластид для E. longa и E.gracilis служит класс Trebouxiophyceae.

Зубанков Дмитрий Александрович
Зубанков Д.A., Липнягов А.И.
Алгоритмические аспекты реконструкции CRISPR-кассет Открыть работу
Аннотация: Основной целью этой работы является изучение специальных структур в бактериальных геномах, CRISPR-кассет, и создание алгоритмов и программ для их анализа. Подобные структуры еще недостаточно изучены, но показано, что их функцией является защита от чужеродной, в частности, фаговой ДНК. При первой атаке клетка вырезает короткий фрагмент чужеродной ДНК и встраивает в кассету в качестве нового спейсера с дополнительным разделяющим повтором. Существование спейсера защищает клетку при последующих атаках того же фага. CRISPR-кассеты представляют собой наиболее быстро меняющейся участок генома. Кроме того, они эволюционируют за счет особого механизма. Поэтому интересно выявить и изучить родственные отношения между кассетами различных штаммов. В настоящей работе предлагается ряд алгоритмов для изучения CRISPR-кассет: для кластеризации CRISPR-кассет, основываясь на пороге близости их повторов, построения филогении в каждом кластере и реконструкции общего предка кластера.

Зяблов Виктор Васильевич
Кобозева И.Г., Зяблов В.В.
Кодирование трехмерными обобщенными кодами с локализацией ошибок Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается усложненный вариант ОЛО-кодов – трехмерные обобщенные коды с локализацией ошибок. Также приведен алгоритм кодирования трехмерными ОЛО-кодами, рассмотрена структура проверочных матриц для внутренних, промежуточных и внешних кодов.

Иванов Ф.И., Зяблов В.В., Потапов В.Г.
Оценка минимальной длины циклов квазициклических регулярных кодов с малой плотностью проверок на четность, основанных на матрицах перестановок Открыть работу
Аннотация: В работе доказывается условие отсутствия циклов длины 4 в проверочных матрицах регулярных квазициклических МПП-кодов, основанных на матрицах перестановок. На основании доказанных результатов построен ансамбль двоичных МПП-кодов, минимальная длина циклов которых равна 6: Представлены результаты моделирования полученных кодовых конструкций для итеративного алгоритма декодирования "распространения доверия"(Sum-Product) при передаче кодового слова по двоичному каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.


наверх

И

Иванов Фёдор Ильич
Иванов Ф.И., Зяблов В.В., Потапов В.Г.
Оценка минимальной длины циклов квазициклических регулярных кодов с малой плотностью проверок на четность, основанных на матрицах перестановок Открыть работу
Аннотация: В работе доказывается условие отсутствия циклов длины 4 в проверочных матрицах регулярных квазициклических МПП-кодов, основанных на матрицах перестановок. На основании доказанных результатов построен ансамбль двоичных МПП-кодов, минимальная длина циклов которых равна 6: Представлены результаты моделирования полученных кодовых конструкций для итеративного алгоритма декодирования "распространения доверия"(Sum-Product) при передаче кодового слова по двоичному каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.


наверх

К

Казенников Антон Олегович
Казенников А.О.
Сравнительный анализ методов сокращения линейных моделей машинного обучения для задач автоматической обработки текстов Открыть работу
Аннотация: В работе представлен сравнительный анализ методов сокращения линейных моделей машинного обучения в приложении к задачам автоматической обработки текстов. В работе оценивается эффективность использования методов пост-обработки, сокращения на основе словаря признаков, а так же метод сокращения размера модели на основе хеш-функций. Эффективность этих методов оценивается на задаче разрешения морфологической омонимии.

Казнадзей Анна Денисовна
Казнадзей А.Д., Шелякин П.В.
Разнообразие геномных локусов бактериального углеводного метаболизма и паттерны ко-локализации семейств соответствющих белков, принадлежащих разным функциональным классам. Открыть работу
Аннотация: The aim of this study is to explore genome loci of the carbohydrate metabolism in bacteria. Such loci consist of genes encoding proteins which participate in the biochemical transformations of carbohydrates, such as phosphorylation, hydrolysis, isomerisation, etc., and also in the transport and regulation of transcription. Co-localization of proteins belonging to different isofunctional families and sub-families allows us to obtain information about evolutionary compatible combinations and to assess functional compatibility for various proteins. We analyze the co-localization sub-family patterns within large functional families and classify those patterns. We also analyze conserved loci and study their occurrence and stability.

Калинина Анастасия Сергеевна
Калинина А.С., Михайлов К.В., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Супердеревья пластид хлорофитной ветви водорослей и животных Ecdysozoa Открыть работу
Аннотация: Построены белковые семейства, выравнивания белков и супердеревья видов. На этой основе изучена филогенетическая близость пластома паразита Helicosporidium sp ex Simulium jonesii к пластомам зеленых водорослей, включая требуксиевые водоросли, и пластомов простейших из родов Euglena и Bigelowiella (вторичных эндосимбионтов). А также изучена филогенетическая близость класса Branchiopoda (жаброногих) к надклассу Hexapoda, показана монофилетичность последней группы.

Капитонов Михаил Андреевич
Капитонов М.А., Максимова Е.М., Талис В.Л.
Вертикальная стойка и подъем/спуск на ступеньку у детей с ранним детским аутизмом Открыть работу
Аннотация: Управление положением центра тяжести при стоянии и перенос его при подъеме-спуске по лестнице, использует как текущую афферентную информацию от рецепторов, так и модель окружающего пространства, выработанную на основе врожденного и приобретенного двигательного опыта. Социально-психологические проблемы детей с ранним детским аутизмом (РДА) сопровождаются двигательной дискоординацией, которая на сягодняшний день мало изучена. Целью настоящей работы было провести кинематический анализ вертикальной стойки и подъема/спуска на ступеньку у детей с РДА в сравнении со здоровыми детьми соответсвующего возраста и взрослыми испытуемыми. В исследовании участвовали 10 больных детей (5 в возрасте 6-8 лет и 5 в возрасте 11-12лет) и 4 здоровых детей соответсвующего возраста, а также 6 здоровых взрослых 20 лет и 50-65 лет. Получено, что для больных детей, как при стоянии, так и при подъеме/ спуске на ступеньку, характерна поза с более согнутыми коленями и тазобедренными суставами, а во фронтальном направлени - с более отведенным наружу положением тазобедренного сустава, чем у здоровых детей, которые в свою очередь также имели более согнутые межсуставные углы, чем здоровые взрослые.

Капушев Ермек Рахатович
Бурнаев Е.В., Ерофеев П.Д., Зайцев А.А., Кононенко Д.С., Капушев Е.Р.
Суррогатное моделирование и оптимизация профиля крыла самолета на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача оптимизации ресурсоемкой функции. Кроме самой целевой (точной) функции задано также некоторое ее приближение - грубая функция. Для решения оптимизационной задачи предлагается использовать суррогатное моделирование. В данной работе суррогатная модель строится на основе гауссовских процессов, при этом используются значения как точной, так и грубой функции. Результаты оптимизации на основе такой модели сравниваются с результатами прямой оптимизации и с оптимизацией на основе суррогатных моделей, использующих только точную функцию. Работа алгоритмов продемонстрирована на задаче оптимизации профиля крыла самолета.

Карпов Дмитрий Сергеевич
Карпов Д.С.
Дрожжевой транскрипционный регулятор протеасомных генов - Rpn4 является репрессором ТАТА-зависимых генов и активатором ТАТА-независимых генов Открыть работу
Аннотация: Протеасома – это мультисубъединичный протеазный комплекс, осуществляющий селективную АТФ-зависимую деградацию основной массы внутриклеточных белков. В нашей лаборатории совместно с коллегами из Германии экспериментально охарактеризована система координированной активации экспрессии протеасомных генов у дрожжей Saccharomyces cerevisiae, включающая в себя белок Rpn4 и его сайт связывания, описываемый консенсусом 5’-RGTGGCRA-3’. В ходе проведенного нами анализа промоторных областей генов дрожжей всего обнаружено 260 потенциальных генов-мишеней регуляции Rpn4. Действительно, согласно данным анализа на микрочипах, более 600 генов меняет свою экспрессию, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в штамме с делецией гена RPN4. Способность Rpn4 как активировать, так и репрессировать транскрипцию подтверждена нами экспериментально при помощи ПЦР-РВ в случае некоторых генов. Неясно, что определяет функциональную роль Rpn4 в случае того или иного гена. Из литературы известно, что одним из факторов, влияющих на поведение транскрипционного фактора, является окружение его сайта связывания в промоторной области гена. В ходе обработки результатов анализов на микрочипах, полученных другими авторами, мы обнаружили статистически значимую зависимость функциональной роли Rpn4 от наличия ТАТА-бокса. Установлено, что при участии Rpn4 наблюдается репрессия транскрипции у ТАТА-зависимых генов, как в нормальных условиях (p value меньше 0,00001), так и в условиях стресса ДНК-повреждающими агентами (p value меньше 0,0005), и активация транскрипции ТАТА-независимых генов в условиях стресса (p value меньше 0,005). Следует отметить, что 32 из 33 протеасомных генов являются ТАТА- независимыми генами, транскрипция которых активируется непосредственно Rpn4 в различных видах стресса.

Киритченко Валентина
Киритченко В.
Convex Geometry and Representation Theory Открыть работу
Аннотация: Divided difference operators (or Demazure opearators) play a key role in Schubert calculus and representation theory. I define convex geometric analogs of Demazure operators. Geometric Demazure operators act on polytopes and take a polytope to a polytope of dimension one greater. For instance, Gelfand-Zetlin polytopes can be obtained by applying a suitable composition of geometric Demazure operators to a point.

Кирьянов Антон Геннадьевич
Сафонов А.А., Ляхов А.И., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г., Некрасов П.О., Платов Д.А.
Протокол многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа Открыть работу
Аннотация: В работе описываются задачи, которые пришлось решить при разработке в ИППИ РАН оригинального протокола многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа

Островский Д.М., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г.
Сравнение качества соединений, открываемых протоколами MPM и NHDP Открыть работу
Аннотация: Управление соединениями является важной частью процесса маршрутизации в многошаговых беспроводных сетях. От эффективности механизмов управления соединениями, в конечном счете, зависят пользовательские характеристики сети. В данной работе осуществлен сравнительный анализ эффективности механизмов управления соединениями на основе протокола MPM (англ.: Mesh Peering Management), являющегося частью стандарта 802.11s, и на основе протокола NHDP (англ.: Neighborhood Discovery Protocol), используемого популярным протоколом маршрутизации OLSR (англ.: Optimized Link-State Routing). Для сравнения данных механизмов использованы аналитические модели, построенные авторами статьи в предыдущих работах по данной тематике.

Клюев Алексей
Шумилов В.Ю., Трушанин А.Ю., Клюев А.Ф., Ляшков Д.М., Антипова А.О., Масленников Р.О.
Разработка интерфейса между физическим и системным уровнями для моделирования восходящего канала системы мобильной связи LTE-A Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача разработки интерфейса между физическим и системным уровнями (Link-to-System Mapping Interface или PHY abstraction) для восходящего канала системы LTE-A Release 10. Интерфейс между физическим и системным уровнями является математической моделью, используемой в инструментах имитационного моделирования системного или сетевого уровней для точного определения вероятности пакетной ошибки при заданных условиях распространения сигнала, не требуя полного прямого моделирования процесса передачи пакетов. Для разработки рассматриваемого интерфейса выбран подход, основанный на использовании средней взаимной информации на бит между кодированными битами на передатчике и логарифмами отношения правдоподобия на приемнике. В работе представлены принципы построения интерфейса между физическим и системным уровнями для рассматриваемой системы и полная структура разработанной модели. Приведены результаты верификации интерфейса, показывающие высокую точность определения значения вероятности пакетной ошибки.

Кобозева Ирина Геннадьевна
Кобозева И.Г., Зяблов В.В.
Кодирование трехмерными обобщенными кодами с локализацией ошибок Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается усложненный вариант ОЛО-кодов – трехмерные обобщенные коды с локализацией ошибок. Также приведен алгоритм кодирования трехмерными ОЛО-кодами, рассмотрена структура проверочных матриц для внутренних, промежуточных и внешних кодов.

Ковалевская Дарья
Ковалевская Д.И., Соловьёва Ф.И., Филимонова Е.С.
Системы троек Штейнера малого ранга и совершенные двоичные коды Открыть работу
Аннотация: Известно, что кодовые слова веса 3 любого совершенного двоичного кода, содержащего нулевой вектор, образуют систему троек Штейнера. В работе описан класс систем троек Штейнера порядка n = 2^{r}-1, полученных специальными свитчингами из Хэмминговой системы троек Штейнера. Показано, что эти системы троек вложимы в совершенные коды, построенные методом свитчингов ijk-компонент из двоичного кода Хэмминга длины n. Приводится число различных систем троек Штейнера порядка n ранга n-log(n+1)+1, вложимых в совершенные двоичные коды длины n ранга n-log(n+1)+1. Для числа систем троек Штейнера порядка n ранга n-log(n+1)+2, вложимых в совершенные двоичные коды длины n такого же ранга, получены верхняя и нижняя оценки. Кроме того, приводится нижняя оценка для числа различных систем троек Штейнера порядка n, не вложимых в совершенные двоичные коды длины n, построенные методом свитчингов ijk-компонент из двоичного кода Хэмминга. Оценивается сверху число различных систем троек Штейнера порядка n ранга не больше n-log(n+1)+2.

Комаров Георгий Андреевич
Комаров Г.А.
Возможный алгебраический подход к изучению задачи 3-SAT Открыть работу
Аннотация: Предложен потенциально перспективный неконструктивный подход к исследованию задачи 3-SAT. Даны две эквивалентные алгебраические переформулировки 3-SAT

Кондрашов Алексей Симонович
Тереханова Н.В., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С., Мюге Н.С.
Генетическая изменчивость в геномах Gasterosteus aculeatus; Открыть работу
Аннотация: G. aculeatus is a good model for studying population genomics. It exists in two morphs, freshwater and marine, that differ in their morphological, physiological and behavioral traits, and these traits have evolved repeatedly in freshwater populations from marine ancestors all over the world. We use next-generation sequencing to study the genetic variation of the natural marine and freshwater stickleback populations, and of experimental freshwater populations formed ~30 years ago from crosses of marine and freshwater ancestors. We confirm the previously identified QTLs responsible for stickleback phenotypic variation, and find new QTLs. Furthermore, our results show that in the experimental freshwater populations, strong selection favoring the freshwater alleles in these QTLs acted over the time of the experiment. Over these 30 years, selection increased the mean frequency of the freshwater alleles in multiple loci from 50% to 70-80%. It was prominent when the founder population was relatively large, and consisted of 20 individuals; by contrast, drift prevailed in the experimental population founded by a cross of only two individuals.

Вахрушева О.А., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С.
Отрицательный отбор на ортологичные участки геномов, потерявших сходство последовательностей. Открыть работу
Аннотация: Functional significance of non-coding 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 non-coding genomic compartments may continue to play a functional role in distant species even after having diverged beyond recognition at the sequence level.

Сеплярский В.Б., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С.
Распространенность эпистатических взаимодействий в кодирующих и не кодирующих последовательностях D. melanogaster Открыть работу
Аннотация: Most models of sequence evolution assume independence of mutations at different sites; however, there are multiple possible reasons for deviations from independence. In particular, epistatic interactions between sites may lead to non-independence of SNPs and of nucleotide replacements at distinct sites. Here, we show that epistatic interactions between nearby (at distances of up to 5 bp) nucleotide sites shape the patterns of polymorphism and divergence in coding (CDS) and noncoding (NDS) DNA sequences of D. melanogaster. Both in within-species polymorphism and in interspecies divergence, the clustering of SNPs and substitutions at nearby sites is positively correlated with the degree of conservatism of the sequence segment. Moreover, clustering of substitutions in the same of the two evolving lineages, suggestive of positive selection or epistatic interactions (Bazykin et al. Nature 2004 Jun 3; 429:558-562), is twice as strong in the conserved regions of NDS, and 3 times as strong in the conserved regions of CDS, compared to the corresponding non-conserved regions. These results show that epistatic interactions between nearby CDS and NDS sites are prevalent genome-wise, and may be an underappreciated contributor to sequence evolution.

Коноваленко Иван Андреевич
Панов М.Е., Бурнаев Е.В., Коноваленко И.А., Кононенко Д.С.
Сравнительный анализ процедур оптимизации на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В некоторых практических приложениях требуется оптимизировать функцию, расчјт одного значения которой может занимать значительное время. Одним из способов оптимизации таких функций является оптимизация на основе суррогатных моделей, основная идея которой состоит в построении аппроксимации (суррогатной модели) целевой функции и дальнейшем ее использовании при оптимизации. В данной работе в качестве суррогатной модели рассматривается стохастическая модель гауссовского процесса. В работе рассмотрено несколько методов суррогатной оптимизации и проведено их сравнение с классическими методами оптимизации на большом количестве тестовых функций различных размерностей.

Кононенко Даниил Сергеевич
Кононенко Д.С.
Методы аппроксимации обратной ковариационной матрицы для эффективной оптимизации правдоподобия гауссовского процесса Открыть работу
Аннотация: Восстановление регрессии на основе гауссовских процессов - байесовский непараметрический метод, показывающий хорошие результаты во многих приложениях. Параметры модели настраиваются с помощью метода максимума правдоподобия. Каждый раз при подсчете правдоподобия и его производных необходимо выполнять подсчет обратной матрицы ковариации и ее детерминанта, что занимает порядка O(N^3) операций, где N - размер обучающей выборки. В работе предлагается метод аппроксимации обратной матрицы ковариации и ее детерминанта за O(N^2) операций. Проведен ряд вычислительных экспериментов, которые показывают значительное ускорение предложенного метода по сравнению со стандартными подходами.

Бурнаев Е.В., Ерофеев П.Д., Зайцев А.А., Кононенко Д.С., Капушев Е.Р.
Суррогатное моделирование и оптимизация профиля крыла самолета на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача оптимизации ресурсоемкой функции. Кроме самой целевой (точной) функции задано также некоторое ее приближение - грубая функция. Для решения оптимизационной задачи предлагается использовать суррогатное моделирование. В данной работе суррогатная модель строится на основе гауссовских процессов, при этом используются значения как точной, так и грубой функции. Результаты оптимизации на основе такой модели сравниваются с результатами прямой оптимизации и с оптимизацией на основе суррогатных моделей, использующих только точную функцию. Работа алгоритмов продемонстрирована на задаче оптимизации профиля крыла самолета.

Панов М.Е., Бурнаев Е.В., Коноваленко И.А., Кононенко Д.С.
Сравнительный анализ процедур оптимизации на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В некоторых практических приложениях требуется оптимизировать функцию, расчјт одного значения которой может занимать значительное время. Одним из способов оптимизации таких функций является оптимизация на основе суррогатных моделей, основная идея которой состоит в построении аппроксимации (суррогатной модели) целевой функции и дальнейшем ее использовании при оптимизации. В данной работе в качестве суррогатной модели рассматривается стохастическая модель гауссовского процесса. В работе рассмотрено несколько методов суррогатной оптимизации и проведено их сравнение с классическими методами оптимизации на большом количестве тестовых функций различных размерностей.

Коптелов Иван
Гладков А., Коптелов И.
Использование строковых алгоритмов в задаче классификации автомобильных транспортных средств в видеопотоке Открыть работу
Аннотация: В работе описывается метод, задачей которого является детектирование и исправление ошибок подсчета колесных осей, допущенных автоматическим классификатором автомобильных транспортных средств. Метод использует информацию о межосевых расстояниях транспортных средств, которая представляется и обрабатывается в виде строковых шаблонов. Приводятся результаты исследования межосевых расстояний автомобилей на реальном транспортном потоке и результаты тестирования метода на ошибочных случаях автоматического классификатора. Предлагаются возможные способы улучшения метода.

Коростелёв Юрий Дмитриевич
Коростелёв Ю.Д., Гельфанд М.С., Хайтович Ф.
Splicing Differences Between the Humans Brain Transcriptome and those of Chimpanzees and Rhesus Macaques Открыть работу
Аннотация: We plan to connect data on RNA secondary structures with gene expression and splicing patterns in human, chimpanzee and rhesus macaque brains at different age: from birth till late adulthood. The analysis will be based on the transcriptome sequencing data (RNA-seq) from brains of 14 humans, 14 chimpanzees and 14 rhesus macaques of different age composed of polyA-plus long RNA (>200 nucleotides) sequences. Based on this connection, we will identify RNA secondary structures associated with gene expression and splicing pattern changes between different life stages within each species or splicing differences between the humans brain transcriptome and the brain transcriptomes of chimpanzees and rhesus macaques. Some of the identified associations will be further experimentally tested in human and rhesus macaque cell lines.

Котов Антон Александрович
Котов А.А., Усилин С., Николаев Д.П.
Построение устойчивых признаков для алгоритма Виолы и Джонса в задаче классификации транспортных средств Открыть работу
Аннотация: В работе описан метод идентификации колесных осей транспортных средств с помощью алгоритма Виолы и Джонса. Основным преимуществом данного алгоритма является полностью автоматическое построение классификатора при наличии обучающих примеров. В нашей работе в качестве входных данных предлагается использовать не яркостное (полутоновое) изображение, а картину направленных краев. В работе показано, что такой подход по сравнению с оригинальным является устойчивым к различным условиям освещенности, что немаловажно в задаче классификации транспортных средств.

Котов А.А., Николаев Д.П.
Прослеживание в видеопотоке объектов, содержащих множество концентрических дуг Открыть работу
Аннотация: В работе описан метод прослеживания в видеопотоке объектов, содержащих множество концентрических дуг, основанный на применении структурного тензора и голосующей схемы в пространстве центров дуг. На основе предлагаемого метода реализован алгоритм прослеживания автомобильных колес в рамках задачи построения автоматического классификатора транспортных средств. Алгоритм использует дополнительное предположение об осесимметричности объекта. Проведен ряд численных экспериментов, подтверждающих эффективность применения данного подхода.

Красилов Артем Николаевич
Красилов А.Н., Ляхов А.И., Мороз Ю.И.
Аналитическая модель взаимодействия механизмов EDCA и MCCA в сетях 802.11s Открыть работу
Аннотация: В стандарте IEEE 802.11s определены два принципиально различных механизма доступа к среде передачи данных: базовый механизм случайного доступа EDCA и опциональный механизм детерминированного доступа MCCA. Для обеспечения совместной работы двух механизмов стандарт определяет следующее правило: станции сети не могут начать передачу с использованием механизма EDCA, если их передача будет перекрываться c передачей соседней станции, использующей механизм MCCA, - но не регламентирует способ выполнения этого правила. Для решения этой проблемы в [1] были предложены два различных способа изменения правил работы механизма EDCA. В данной статье предлагается аналитическая модель взаимодействия механизмов EDCA и MCCA, обладающая высокой точностью при любых периодах MCCA-резервирования, с помощью которой исследуется эффективность предложенных способов и делаются выводы о целесообразности использования того или иного способа. Также анализируются различные способы размещения интервалов MCCA-резервирования и их влияние на пропускную способность EDCA-соединения.

Швец Е.А., Красилов А.Н.
Анализ методов передачи потоковых данных с использованием MCCA Открыть работу
Аннотация: В спецификации IEEE 802.11s, регламентирующей работу mesh-сетей на базе технологии Wi-Fi, был предложен метод детерминированного доступа к среде передачи данных - MCCA. Данный метод позволяет станциям mesh-сети заблаговременно резервировать временные интервалы для передачи данных, что, в свою очередь, является очень удобным для передачи потоков с постоянной интенсивностью (например, аудио-потоков). Однако, стандарт IEEE 802.11s не дает никакого руководства по использованию метода MCCA. В данной работе предлагаются несколько методов организации передачи потоковых данных с помощью MCCA: с использованием подтверждений и без. Мы рассматриваем, как эффективность предложенных методов зависит от таких параметров сценария, как отношение сигнал-шум в канале и требования к качеству обслуживания, предъявляемые при передаче потоков, и находим области эффективности предложенных методов. Также мы рассматриваем как использование механизма агрегирования пакетов влияет на эффективность предложенных методов.

Крещук Алексей Андреевич
Крещук А.А., Потапов В.Г.
Некоторые статистические демодуляторы для частотно позиционного кодирования с быстрой перестройкой частот Открыть работу
Аннотация: Данная работа посвящена вопросам организации передачи в "плохих" каналах, в которых отношение сигнал-шум мало и присутствует мешающий сигнал, с использованием частотно позиционного кодирования с быстрой перестройкой частот. В данной работе предложен алгоритм демодуляции, существенно более устойчивый к наличию мощного мешающего сигнала. Выбран статистический критерий, позволяющих повысить корректирующую способность в этих условиях. В результате компьютерного моделирования показано, что предложенный алгоритм демодуляции в условиях сильного мешающего сигнала имеет более высокую корректирующую способность, чем известные ранее.

Крымова Екатерина Александровна
Голубев Ю., Крымова Е.А.
Splines and stationary Gaussian processes Открыть работу
Аннотация: Splines are very popular in interpolation thanks to their robustness and available fast algorithms to compute them. In this talk, it is shown that splines are closely related to the interpolation of stationary Gaussian processes. This fact permits to predict the error of spline interpolation and to compute it very fast. It is shown also that splines are nearly optimal with respect to the minimax interpolation of smooth Gaussian processes and functions from Sobolev's ball.

Курмангалиев Ербол Жанузакович
Курмангалиев Е.Ж., Сутормин Р., Науменко С.А.
Полиморфизмы в инвариантных динуклеотидах сайтов сплайсинга человека Открыть работу
Аннотация: В ряде недавних исследований было показано существование аллель-специфичного альтернативного сплайсинга в человеской популяции. В частности, было обнаружено множество однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), наличие которых коррелировало с паттернами сплайсинга в различных генотипах. Чаще всего подобные полиморфизмы располагаются в непосредственной близости от регулируемых ими экзон-интронных границ. По всей видимости, такие мутации нарушают или создают de novo сайты сплайсинга и другие цис-регуляторные элементы (энхансеры и сайленсеры сплайсинга). Однако, точно предсказать последствия подобных мутаций на паттерн сплайсинга довольно сложно. К примеру, изучение ряда полиморфизмов нарушающих донорные сайты сплайсинга показало, что всего 14% из этих мутации, расположенных вне инвариантного динуклеотида GT, приводили к каким-либо измененям в паттернах сплайсинга транскриптов. В то же время, на границах почти всех интронов эукариот (>99%) расположены инвариантные динуклеотиды (GT и AG, в донорных и акцепторных сайтах соответственно). Мутации, нарушающие эти динуклеотиды, почти гарантированно приводят к полному нарушению сплайсинга по данным сайтам. Shimada и коллеги провели анализ 212 SNP, нарушающих инвариантные динуклеотиды в сайтах сплайсинга (sdSNP). Было показано, что sdSNP чаще всего встречаются в сайтах "молодых" неконсервативных экзонов. В 2011 году стали доступны данные по генотипированию 1094 человек, геномы которых были ресеквенированы в рамках проекта "1000 геномов" (http://www.1000genomes.org/). В частности, были выявлены более 30 млн SNP, большинство из которых ранее были неизвестны. Картирование этих данных на аннотацию известных транскриптов (GENCODE v7) выявило более 2000 sdSNP в белок-кодирующих генах человека. Часть из них имела довольно высокие частоты минорных аллелей (MAF). Анализ этих данных выявил новые особенности аллель-специфичных экзонов человека. В частности, были обнаружены существенные различия в распределении экзонов с sdSNP и остальными экзонами человека между различными областями генов, а также различия в потенциальном влияние на структуру белков в случае пропуска данных экзонов. Кроме того, эти группы экзонов довольно сильно различались по уровню включения в транскрипты и общему уровню экспрессии генов. Причем при отдельном расмотрении подвыборки sdSNP с высокими значениями MAF эти различия были ещё выше.


наверх

Л

Gilles van Luijtelaar
Толмачева Е.А., Oitzl M., Luijtelaar G.
Стресс и абсансы в генетической модели эпилепсии у крыс Открыть работу
Аннотация: Известно, что стресс и повышенный уровень глюкокорикоидов оказывают воздействие на нейронную возбудимость и изменяют судорожную чувствительность мозга. Несмотря на обширные клинические и экспериментальные данные о прокнвульсивном эффекте стресса, практически ничего не известно о роли стресса в эпилептогенезе неконвульсивных форм эпилепсии. В данной работе мы исследовали эффект острого стресса на количество спайк-волновых разрядов у крыс линии WAG/Rij, представляющих генетическую модель абсансной эпилепсии. В работе использовали крыс в возрасте 3-5 месяцев с хронически вживленным электродами. В течение трех последовательных дней крыс подвергали стрессу различной интенсивности. Электрическая стимуляция вызывала двухфазный эффект: в первые 15 минут спайк-волновая активность снижалась, в зависимости от интенсивности стимуляции, а затем несколько увеличивалась. При повторении воздействия повышенный уровень абсансной эпилептической активности присутствовал на следующий день уже за час до начала стимуляции. Таким образом, хотя само стрессорное воздействие ведет к кратковременному подавлению спайк-волновой активности у крыс линии WAG/Rij, стресс связанный с ожиданием предстоящего негативного воздействия повышает уровень эпилептической активности.

Лвовс Дмитрис
Фаворов А.В., Lvovs D.
Точный тест на эпистатическое взаимодействие двух биаллельных генов Открыть работу
Аннотация: Эпистатичиским взаимодействием называют ситуацию, когда воздействие одного гена на фенотипический признак зависит от аллельного варианта другого гена. Мы сформулировали точный (то есть не требующий приближения большой выборки) статистический тест на присутствие такого взаимодействия между влиянием двух биаллельных генов на бинарный фенотипический признак.

Лавыш Дарья Геннадиевна
Лалаян Виктория Юрьевна
Лалаян В.Ю., Толмачева Е.А.,
Количественное исследование активности центральных зрительных нейронов лягушки в зависимости от угловой скорости движения внешнего раздражителя Открыть работу
Аннотация: Одним из ключевых вопросов нейрофизиологии продолжает оставаться вопрос о механизмах обработки сенсорной информации в нейронной сети мозга. В данной работе объектом нашего исследования были центральные нейроны зрительной системы лягушки. Первым и основным центром обработки информации, поступающей от сетчатки глаза лягушки, являются зрительные бугры четверохолмия среднего мозга. Для клеток этой структуры, также как и для ганглиозных нейронов сетчатки, характерно наличие рецептивных полей (область сетчатки, в которой находятся рецепторы, вызывающие разряд одиночного волокна зрительного нерва). Целью нашей работы было исследование ряда характеристик активности нейронов четверохолмия в зависимости от скорости движения и величины зрительного стимула в их рецептивном поле, так как наибольший ответ наблюдается при изменении именно этих параметров. Полученные нами результаты, в проведенных опытах, подтверждают эту зависимость в большей или меньшей степени.

Латыпов Руслан
Латыпов Р.Р., Бочкарёв В.В., Масленникова Ю.С.
Вейвлет-фильтрация ионограмм наклонного зондирования и автоматическое определение максимально применимой частоты Открыть работу
Аннотация: В работе представлен алгоритм фильтрации, который позволяет повысить контрастность ионограмм, полученных в результате наклонного радиозондирования ионосферы непрерывным линейно-частотно модулированным сигналом. Применяется пороговая вейвлет-фильтрация с использование двумерного стационарного вейвлет-преобразования. При этом порог для шумоподавления выбирается отдельно для каждого уровня разложения с использованием универсального алгоритма Донохо-Джонстона. Затем определяются максимальная и минимальная частоты для текущей ионограммы. Предложенные в работе алгоритмы позволяют произвести качественную очистку ионограммы от посторонних шумов что позволит реализовать автоматическое определение максимальной применимой частоты для исследуемой радиотрассы.

Лежнина Ксения Владимировна
Лежнина К.В., Неверов А.Д.
Поиск адаптивной эволюции после событий реассортации в генах вируса гриппа А типа H3N2 Открыть работу
Аннотация: В работе было исследовано, как события реассортации генов влияют на значение отношения dn/ds в вирусе гриппа. Для последовательностей генов были построены филогенетические деревья (Mr.Bayes), с помощью Giraf были определены реассортанты. Посредством HyPhy, была проверена гипотеза о том, что события реассортации увеличивают отношение dn/ds. Для гена нейраминидазы было показано, что наблюдается сильное увеличение значения dn/ds на ветвях сразу после событий реассортации.

Лейн Семен Александрович
Лейн С.А., Родионов Д.А.
Реконструкция транскрипционной регуляции методами сравнительной геномики в археях порядка Sulfolobales Открыть работу
Аннотация: Microorganisms from the domains of Archaea and Bacteria differ in their basal transcriptional machinery; however they are known to share their transcription factor (TF) families. Experimental data on transcriptional regulation of the central metabolism in Archaea are limited. We employed the comparative genomic approach to enable identification and reconstruction of TF regulons in thermoacidophilic archaea from the Sulfolobales order. By this time, we collected and analyzed the TF repertoires from seven studied genomes and reconstructed four novel TF regulons. Two regulons for iron and manganese homeostasis genes are controlled by DtxR-like transcription factors, named FetR and MntR. Peroxide stress regulon is controlled by Fur-like TF, named PerR. We identified and described a novel archaeal TF regulon for B12 biosynthesis and salvage pathway, which is regulated by RNA riboswitch element in Bacteria. By using the phyletic patterns of occurrence of TFs and DNA motifs, we tentatively attributed a novel hypothetical TF from the ArsR family to this regulon, which was named CblR.

Леушкин Евгений Владимирович
Леушкин Е.В.
Insertion-biased gene conversion for short indels Открыть работу
Аннотация: Recombination between homologous loci is accompanied by heteroduplex formation. Repairing mismatches in heteroduplexes often leads to single nucleotide substitutions in a process known as gene conversion. Gene conversion was shown to be GC-biased in different organisms; i.e., an AT->GC substitution is more probable in this process than GC->AT substitution. We observed that the insertion/deletion ratio for short noncoding indels is positively correlated with the recombination rate in Drosophila melanogaster, Homo sapiens and Saccharomyces cerevisiae. This correlation is both due to increase of the insertion fixation rate and decrease of the deletion fixation rate. Whole-genome data on indel polymorphism and divergence in D. melanogaster rule out mutation biases and selection as the cause of this trend, pointing to insertion-biased gene conversion (iBGC) as the most likely explanation. The bias to insertions is the strongest for single-nucleotide indels and decreases with indel length. In regions of high recombination rate, this bias leads to up to a ~5-fold excess of short insertions, compared with deletions, and substantially affects evolution of DNA segments.

Липнягов Алексей Иванович
Зубанков Д.A., Липнягов А.И.
Алгоритмические аспекты реконструкции CRISPR-кассет Открыть работу
Аннотация: Основной целью этой работы является изучение специальных структур в бактериальных геномах, CRISPR-кассет, и создание алгоритмов и программ для их анализа. Подобные структуры еще недостаточно изучены, но показано, что их функцией является защита от чужеродной, в частности, фаговой ДНК. При первой атаке клетка вырезает короткий фрагмент чужеродной ДНК и встраивает в кассету в качестве нового спейсера с дополнительным разделяющим повтором. Существование спейсера защищает клетку при последующих атаках того же фага. CRISPR-кассеты представляют собой наиболее быстро меняющейся участок генома. Кроме того, они эволюционируют за счет особого механизма. Поэтому интересно выявить и изучить родственные отношения между кассетами различных штаммов. В настоящей работе предлагается ряд алгоритмов для изучения CRISPR-кассет: для кластеризации CRISPR-кассет, основываясь на пороге близости их повторов, построения филогении в каждом кластере и реконструкции общего предка кластера.

Лопатина Елена Валерьевна
Лопатина Е.В.
Исследование эволюции геномов бактерий рода Burkholderia Открыть работу
Аннотация: В этой работе изучается процесс эволюции геномов бактерий рода Burkholderia. Это род грамотрицательных, аэробных палочкообразных бактерий, известный своими патогенными представителями Burkholderia mallei, Burkholderia pseudomallei и Burkholderia cepacia. Большинство представители рода Burkholderia содержат несколько хромосом. Поэтому важным вопросом в исследовании процесса эволюции является то, какие геномные перестройки происходят между ними.

Любецкий Василий Александрович
Зверков О.А., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Семейства белков, кодируемых в пластомах Chlorophyta, Euglenozoa и Rhizaria Открыть работу
Аннотация: Разделение белков по семействам позволяет уточнять их аннотации и выполнять поиск белка по его филогенетическому профилю. Нами выполнено такое разделение (кластеризация) белков, кодируемых в пластомах рано отделившихся ветвей зелёных водорослей и видов с родственными пластидами: Euglena gracilis, E. longa и Bigelowiella natans («хлорофитная» ветвь пластид) на основе того же ранее полученного нами алгоритма. Соответствующая база данных и поиск кластера по филогенетическому профилю белка доступны на нашем сайте по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/chlorophyta/. На её основе показано, что отсутствуют белки, специфичные для пластомов небольших таксономических групп этих водорослей за исключением отчасти класса Chlorophyceae. Эта ситуация расходится с той, которую мы наблюдаем для отдела Rhodophyta. Аналогичная база данных была полученная нами для родофитной ветви пластид доступна по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/redline/. Мы предполагаем, что донором пластид для E. longa и E.gracilis служит класс Trebouxiophyceae.

Калинина А.С., Михайлов К.В., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Супердеревья пластид хлорофитной ветви водорослей и животных Ecdysozoa Открыть работу
Аннотация: Построены белковые семейства, выравнивания белков и супердеревья видов. На этой основе изучена филогенетическая близость пластома паразита Helicosporidium sp ex Simulium jonesii к пластомам зеленых водорослей, включая требуксиевые водоросли, и пластомов простейших из родов Euglena и Bigelowiella (вторичных эндосимбионтов). А также изучена филогенетическая близость класса Branchiopoda (жаброногих) к надклассу Hexapoda, показана монофилетичность последней группы.

Любимов Николай Андреевич
Чуклина Е., Любимов Н.А.
Полногеномная карта стартов транскрипции азотфиксирующей симбиотической бактерии Bradyrhizobium japonicum USDA110 Открыть работу
Аннотация: Biological nitrogen fixation performed by a variety of bacteria is an important issue for ecology and agriculture. Many legumes require nitrogen-fixing endosymbionts for effective growth. However, little is known about transcriptional organization of such bacteria. We have applied signal-detection techniques to dRNA- sequencing data to create genome-wide map of transcription start sites (TSS) of the model organism Bradyrhizobium japonicum USDA110, soybean symbiont. RNA was extracted from free-living bacteria (FR) and plant root nodule bacteroids (NO), where symbiotic nitrogen fixation occurs, thus making possible determination of differentially expressed loci. The data obtained was used to determine cis-regulatory elements like promoter sequences and transcription factor binding sites involved in gene expression alteration in free-living and symbiotic states.

Любин Александр Дмитриевич
Беляев М.Г., Бурнаев Е.В., Любин А.Д.
Использование аппроксимаций матрицы гессиана функции ошибки при настройке параметров регрессионных моделей Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается подход к ускорению вычисления матрицы гессиана, используемой при подстройке параметров аппроксиматора многомерных зависимостей на основе разложения по словарю базисных функций. Ускорение достигается за счет вычисления данной матрицы по неполной выборке данных. Основное внимание уделено методике выбора такой подвыборки.

Ляхов Андрей Игоревич
Сафонов А.А., Ляхов А.И., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г., Некрасов П.О., Платов Д.А.
Протокол многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа Открыть работу
Аннотация: В работе описываются задачи, которые пришлось решить при разработке в ИППИ РАН оригинального протокола многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа

Юргенсон А.Н., Соколова О.Д., Сафонов А.А., Ляхов А.И.
Анализ взаимодействия алгоритмов многоадресной маршрутизации и методов передачи в беспроводной сети Открыть работу
Аннотация: В работе проведен анализ чувствительности стоимости доставки многоадресных пакетов к используемому методу передачи в беспроводных многошаговых сетях. Рассмотрены методы надежной передачи многоадресных пакетов, описанные в 2012г. в дополнении IEEE 802.11aa к стандарту сетей семейства Wi-Fi. Предложен ряд алгоритмов построения многоадресного маршрута, учитывающих структуру этих методов передачи и тем самым позволяющих существенно снизить стоимость доставки пакетов по сравнению с эталонным мвршрутом, в качестве которого использовано дерево минимального веса, построенное алгоритмом Takahashi и Matsuyama.

Красилов А.Н., Ляхов А.И., Мороз Ю.И.
Аналитическая модель взаимодействия механизмов EDCA и MCCA в сетях 802.11s Открыть работу
Аннотация: В стандарте IEEE 802.11s определены два принципиально различных механизма доступа к среде передачи данных: базовый механизм случайного доступа EDCA и опциональный механизм детерминированного доступа MCCA. Для обеспечения совместной работы двух механизмов стандарт определяет следующее правило: станции сети не могут начать передачу с использованием механизма EDCA, если их передача будет перекрываться c передачей соседней станции, использующей механизм MCCA, - но не регламентирует способ выполнения этого правила. Для решения этой проблемы в [1] были предложены два различных способа изменения правил работы механизма EDCA. В данной статье предлагается аналитическая модель взаимодействия механизмов EDCA и MCCA, обладающая высокой точностью при любых периодах MCCA-резервирования, с помощью которой исследуется эффективность предложенных способов и делаются выводы о целесообразности использования того или иного способа. Также анализируются различные способы размещения интервалов MCCA-резервирования и их влияние на пропускную способность EDCA-соединения.

Ляшков Денис
Шумилов В.Ю., Трушанин А.Ю., Клюев А.Ф., Ляшков Д.М., Антипова А.О., Масленников Р.О.
Разработка интерфейса между физическим и системным уровнями для моделирования восходящего канала системы мобильной связи LTE-A Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача разработки интерфейса между физическим и системным уровнями (Link-to-System Mapping Interface или PHY abstraction) для восходящего канала системы LTE-A Release 10. Интерфейс между физическим и системным уровнями является математической моделью, используемой в инструментах имитационного моделирования системного или сетевого уровней для точного определения вероятности пакетной ошибки при заданных условиях распространения сигнала, не требуя полного прямого моделирования процесса передачи пакетов. Для разработки рассматриваемого интерфейса выбран подход, основанный на использовании средней взаимной информации на бит между кодированными битами на передатчике и логарифмами отношения правдоподобия на приемнике. В работе представлены принципы построения интерфейса между физическим и системным уровнями для рассматриваемой системы и полная структура разработанной модели. Приведены результаты верификации интерфейса, показывающие высокую точность определения значения вероятности пакетной ошибки.


наверх

М

Мазин Павел Владимирович
Мазин П.В., Хайтович Ф., Гельфанд М.С.
Отличия возрастных паттернов сплайсинга у высших приматов Открыть работу
Аннотация: Alternative splicing, the process that allows single gene to produce multiple proteins, is known to be important in many physiological processes such as cell differentiation, organ development and synapse formation. Our previous results showed that splicing changes dramatically in human brain in first ten years of life. Here we compared are-related splicing patterns in three apes: human, chimpanzee and rhesus monkey and show, that despite high overall similarity of these patterns, human exhibit much more changes than other simians. It implies that splicing regulation underwent rapid evolution in human lineage after its separation from chimpanzee. We speculate that

Максимов Вадим Викторович
Тимофеева Т.Н., Максимова Е.М., Максимов В.В.
Влияние возбуждения дальней периферии рецептивного поля детекторов ориентированных линий на их центральную реакцию Открыть работу
Аннотация: Для дальних взаимодействий в сетчатке есть морфологические, электрофизиологические и функциональные предпосылки. Так в сетчатке рыбы существует три типа горизонтальных клеток, объединенных в три независимых электрических синцития щелевыми контактами. В подобных сетях сигнал может распространяться на дальние расстояния. Горизонтальные клетки собирают информацию с большой области рецепторов через цветоселективные контакты с колбочками и передают свой суммарный ответ обратно на рецепторы, тем самым влияя на выходной сигнал сетчатки – реакцию ганглиозных клеток. Такое воздействие периферии на сигнал из центра рецептивного поля ганглиозных клеток служит основой для механизма константности цветовосприятия - правильного узнавания цвета предметов в изменяющихся условиях освещения. Предметом данного исследования стал вопрос о влиянии, которое оказывает стимуляция каждого типа колбочек на периферии на ответ специализированных ганглиозных клеток – детекторов вертикального и горизонтального края.

Максимов Юрий Владимирович
Максимов Ю.В.
Эффективная реализация некоторых классов булевых функций дизъюнктивными нормальными формами Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается сложность реализации булевых функций дизъюнктивными нормальными формами (ДНФ). Показано, что если рассматриваемая функция обращается в ноль в небольшом числе точек, то сложность ее ДНФ реализации также невысока. В докладе представлены эффективные процедуры построения ДНФ указанных функций.

Максимова Елена Михайловна
Капитонов М.А., Максимова Е.М., Талис В.Л.
Вертикальная стойка и подъем/спуск на ступеньку у детей с ранним детским аутизмом Открыть работу
Аннотация: Управление положением центра тяжести при стоянии и перенос его при подъеме-спуске по лестнице, использует как текущую афферентную информацию от рецепторов, так и модель окружающего пространства, выработанную на основе врожденного и приобретенного двигательного опыта. Социально-психологические проблемы детей с ранним детским аутизмом (РДА) сопровождаются двигательной дискоординацией, которая на сягодняшний день мало изучена. Целью настоящей работы было провести кинематический анализ вертикальной стойки и подъема/спуска на ступеньку у детей с РДА в сравнении со здоровыми детьми соответсвующего возраста и взрослыми испытуемыми. В исследовании участвовали 10 больных детей (5 в возрасте 6-8 лет и 5 в возрасте 11-12лет) и 4 здоровых детей соответсвующего возраста, а также 6 здоровых взрослых 20 лет и 50-65 лет. Получено, что для больных детей, как при стоянии, так и при подъеме/ спуске на ступеньку, характерна поза с более согнутыми коленями и тазобедренными суставами, а во фронтальном направлени - с более отведенным наружу положением тазобедренного сустава, чем у здоровых детей, которые в свою очередь также имели более согнутые межсуставные углы, чем здоровые взрослые.

Тимофеева Т.Н., Максимова Е.М., Максимов В.В.
Влияние возбуждения дальней периферии рецептивного поля детекторов ориентированных линий на их центральную реакцию Открыть работу
Аннотация: Для дальних взаимодействий в сетчатке есть морфологические, электрофизиологические и функциональные предпосылки. Так в сетчатке рыбы существует три типа горизонтальных клеток, объединенных в три независимых электрических синцития щелевыми контактами. В подобных сетях сигнал может распространяться на дальние расстояния. Горизонтальные клетки собирают информацию с большой области рецепторов через цветоселективные контакты с колбочками и передают свой суммарный ответ обратно на рецепторы, тем самым влияя на выходной сигнал сетчатки – реакцию ганглиозных клеток. Такое воздействие периферии на сигнал из центра рецептивного поля ганглиозных клеток служит основой для механизма константности цветовосприятия - правильного узнавания цвета предметов в изменяющихся условиях освещения. Предметом данного исследования стал вопрос о влиянии, которое оказывает стимуляция каждого типа колбочек на периферии на ответ специализированных ганглиозных клеток – детекторов вертикального и горизонтального края.

Малько Дмитрий
Борисова М.Э., Малько Д.
Функциональная аннотация и сравнительный анализ геномов Streptomyces spp Открыть работу
Аннотация: Актинобактерии — это большая группа семейств, родов и видов, распространённых во многих средах обитания: встречаются преимущественно в почве, а также и в морских осадках, выступают в качестве симбионтов и паразитов. Виды рода Streptomyces — Грам-положительные нитчатые бактерии, которые производят множество вторичных метаболитов, в том числе антибиотиков. Эти бактерии продуцируют более двух третей всех клинически важных антибиотиков и потому вызывают высокий фармакологический и индустриальный интерес. Филогенетический анализ двух штаммов из рода Streptomyces, выделенных из разных губок, показал их близость (99,9% идентичности генов 16S рРНК). Секвенирование, аннотация и анализ геномов этих штаммов Streptomyces показали, что у них был общий почвенный предок с Streptomyces albus. Несмотря на высокое сходство генов «домашнего хозяйства» в изучаемых штаммах и S.albus, некоторые гены биосинтеза вторичного метаболизма могут сохраняться в одном и отсутствовать в другом штамме, подтверждая гипотезу о различных путях эволюции этих Streptomyces. Наши исследования проясняют эволюцию изучаемых стрептомицет в том числе при переходе от почвенного образа жизни к морскому.

Ермакова Е.О., Малько Д.
Видоспецифичная экспрессия альтернативно сплайсируемых генов плодовых мушек рода Drosophila Открыть работу
Аннотация: Более 20% генов дрозофилы альтернативно сплайсируются. Мы использовали транскриптомы Drosophila melanogaster, Drosophila simulans и Drosophila yakuba (лаборатория С. Нуждина в Университете Южной Калифорнии; Illumina GAII, парные фрагменты 36 нт + 36 нт; 6 реплик для каждого вида) для количественной оценки изменений уровня экспрессии целых генов и уровня включения отдельных альтернативно сплайсируемых сегментов. Более 139 миллионов коротких фрагментов было картировано на полные геномы соответствующих видов. Изучаемые виды близки, однако, оказалось, что 45% генов изменили экспрессию с момента расхождения D. yakuba и общего предка D. simulans и D. melanogaster. Среди них перепредставлены гены, вовлечённые в альтернативный сплайсинг, пост- трансляционную модификацию белков, передачу сигнала, трансембранный транспорт, а также восприятие видимого света и развитие глаза. 21% альтернативно сплайсируемых сегментов длиной не менее 30 кодонов и хорошо покрытых в трёх рассматриваемых видах, имели значимо разный уровень включения. Плотность несинонимичных альтернативных замен в альтернативных сегментах, изменивших уровень включения, была выше, чем в альтернативных сегментах, не менявших уровеньвключения в процессе эволюции трёх рассматриваемых видов. Однако плотность синонимичных замен в этих классах альтернативных сегментов не отличается значимо. Таким образом, эволюция зрения сыграла важную роль в недавней эволюции плодовых мушек рода Drosophila. Изменения уровня включения альтернативно сплайсируемых сегментов скоррелированы с повышением скорости аминокислотных замен, но не с изменениями скорости синонимичных замен.

Масленников Роман Олегович
Шумилов В.Ю., Трушанин А.Ю., Клюев А.Ф., Ляшков Д.М., Антипова А.О., Масленников Р.О.
Разработка интерфейса между физическим и системным уровнями для моделирования восходящего канала системы мобильной связи LTE-A Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача разработки интерфейса между физическим и системным уровнями (Link-to-System Mapping Interface или PHY abstraction) для восходящего канала системы LTE-A Release 10. Интерфейс между физическим и системным уровнями является математической моделью, используемой в инструментах имитационного моделирования системного или сетевого уровней для точного определения вероятности пакетной ошибки при заданных условиях распространения сигнала, не требуя полного прямого моделирования процесса передачи пакетов. Для разработки рассматриваемого интерфейса выбран подход, основанный на использовании средней взаимной информации на бит между кодированными битами на передатчике и логарифмами отношения правдоподобия на приемнике. В работе представлены принципы построения интерфейса между физическим и системным уровнями для рассматриваемой системы и полная структура разработанной модели. Приведены результаты верификации интерфейса, показывающие высокую точность определения значения вероятности пакетной ошибки.

Масленникова Юлия Сергеевна
Латыпов Р.Р., Бочкарёв В.В., Масленникова Ю.С.
Вейвлет-фильтрация ионограмм наклонного зондирования и автоматическое определение максимально применимой частоты Открыть работу
Аннотация: В работе представлен алгоритм фильтрации, который позволяет повысить контрастность ионограмм, полученных в результате наклонного радиозондирования ионосферы непрерывным линейно-частотно модулированным сигналом. Применяется пороговая вейвлет-фильтрация с использование двумерного стационарного вейвлет-преобразования. При этом порог для шумоподавления выбирается отдельно для каждого уровня разложения с использованием универсального алгоритма Донохо-Джонстона. Затем определяются максимальная и минимальная частоты для текущей ионограммы. Предложенные в работе алгоритмы позволяют произвести качественную очистку ионограммы от посторонних шумов что позволит реализовать автоматическое определение максимальной применимой частоты для исследуемой радиотрассы.

Масленникова Ю.С., Бочкарёв В.В.
Гибридная нейросетевая модель для предсказания значений проницаемости углеводородных пластов Открыть работу
Аннотация: В данной статье представлен метод предсказания значений одного из важнейших геофизических параметров, а именно, ряда проницаемости. В основе метода лежит идея использования гибридной нейросетевой модели, состоящей из нескольких вычислительных нейронных сетей и одной кластеризующей сети. Использование данного подхода для предсказания значений проницаемости в скважинах, не задействованных в обучении нейронных сетей, показало высокую степень корреляции со значениями проницаемости, полученными по результатам исследования керновых образцов.

Матусевич Екатерина
Степанькова Е.И., Телятников Р., Протосавицкий А., Матусевич Е.
Классификация люминесцирующих объектов в ультрафиолетовом освещении в задачах проверки подлинности документов Открыть работу
Аннотация: Разработан алгоритм нахождения люминесцирующих объектов на изображениях проездных документов, полученных при ультрафиолетовом освещении. Найденные объекты классифицируются в зависимости от степени четкости их границ.

Миллер Александр Борисович
Андреев М.А., Миллер Б.М., Степанян К.В., Миллер А.Б.
Стабилизация БПЛА на опорной траектории под воздействием внешних атмосферных возмущений Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача стабилизации движения БПЛА вдоль заданной траектории при наличии внешних аэродинамических возмущений. Опорная траектория задана как набор по-координатных полиномов, полученных в результате решения задачи планирования движения. Задача стабилизации движения сводится к задаче синтеза компенсатора обратной связи по доступным наблюдениям. Рассматриваются два типа возмущений: зона турбулентности и область ветрового сдвига. Начало и окончание зоны ветрового сдвига описываются марковской цепью в непрерывном времени, а направление и интенсивность сдвига как гауссовские случайные векторы.

Миллер Борис Михайлович
Андреев М.А., Миллер Б.М., Степанян К.В., Миллер А.Б.
Стабилизация БПЛА на опорной траектории под воздействием внешних атмосферных возмущений Открыть работу
Аннотация: Рассматривается задача стабилизации движения БПЛА вдоль заданной траектории при наличии внешних аэродинамических возмущений. Опорная траектория задана как набор по-координатных полиномов, полученных в результате решения задачи планирования движения. Задача стабилизации движения сводится к задаче синтеза компенсатора обратной связи по доступным наблюдениям. Рассматриваются два типа возмущений: зона турбулентности и область ветрового сдвига. Начало и окончание зоны ветрового сдвига описываются марковской цепью в непрерывном времени, а направление и интенсивность сдвига как гауссовские случайные векторы.

Миронов Андрей Александрович
Артемов А.В., Первухин Д., Фаворов А.В., Миронов А.А.
Локализация гистоновых модификаций, ассоциированных с выбором альтернативного сайта полиаденилирования Открыть работу
Аннотация: In the current work we explored a possible role of histone modifications in the regulation of alternative polyadenylation. We observed correlations between the usage of a polyadenylation site and the level of certain histone modifications near this site. In order to check if this association can be explained by epigenetic regulation of polymerase II elongation rate, we compared the correlations in the regions of high and low polymerase II occupancy.

Виноградов Д.В., Миронов А.А.
Метод поиска геномных локусов, находящихся под отбором на частоту кодона Открыть работу
Аннотация: Синонимические мутации не всегда являются нейтральными. Одной из причин этого может быть влияние частоты кодона на скорость и точность трансляции. В данной работе мы предлагаем метод поиска геномных локусов, консервативных относительно частоты используемого кодона, и описываем результаты его применения к различным семействам генов.

Виноградова С.В., Миронов А.А.
Анализ GA-богатых сайтов связывания некодирующей РНК HOTAIR Открыть работу
Аннотация: Recently, Chu and colleagues reported a new invaluable tool to profile the genome binding sites of long non-coding RNAs including HOTAIR. They analyzed genomic binding sites of HOTAIR and suggested the possibility of triplex formation as a role of HOTAIR action. The ability of double-stranded DNA to form a triple-helix structure by hydrogen bonding with a third strand of RNA is wellknown, but hasn't been studied in details. Here we show that there are several GA-rich binding sites in HOTAIR sequence that are conserved across mammalian genomes. Occurrences of these motifs in the genomes are not random and possibly correlate with some chromatin features.

Солдатов Р., Миронов А.А.
Статистические методы геномного анализа, основанные на использовании диффузионной модели Открыть работу
Аннотация: Сравнительная геномика является мощным средством для предсказания функциональных особенностей геномов, а также для исследования особенностей эволюции. При этом биоинформатическая часть исследования обычно предполагает вычисление значений разного рода функций от последовательностей и их сравнение для ортологичных объектов. В настоящей работе предложен статистический подход к сравнительно-геномному анализу, основанный на исследовании диффузии в пространстве функций от последовательностей, при условии нейтральной эволюции последовательностей. Предложено две статистики для оценки значимости наблюдений и проведено исследование их поведения для ряда биологических задач. Данный метод применен к задачам сравнительного анализа регуляторных областей и вторичных структур РНК. Сформулирована технология применения данной методики. Подход реализован в виде библиотеки Java-классов

Ставровская Е.Д., Миронов А.А., Фаворов А.В.
Вычисление корреляции между двумя разметками последовательности ДНК с помощью быстрого преобразования Фурье Открыть работу
Аннотация: Благодаря современным высокопроизводительным методам секвенирования на сегодняшний день существует большое количество данных о ДНК-белок и других взаимодействиях с ДНК. Эти данные часто представленны в виде функции покрытия ДНК от позиции в геноме. Корреляция между данными по всей хромосоме или геному, полученными из разных источников, то есть относящимися к разным взаимодействиям с ДНК, говорит о функциональной ваимосвязи между рассматриваемыми характеристиками (например, между уровенем транкрипции и модифкацией гистонов). Задача вычисления корреляции была успешно решена для интервальных разметок, то есть разметок с функцией покрытия, принимающей значения 0 либо 1 (http://genometricorr.sourceforge.net/), а также для разметок общего вида (Ramsey et.al. 2010, Bickel et.al. 2010, Bickel et.al. 2009) В данной работе мы представляем метод вычисления крреляций между двумя биологическими характеристиками с оценкой стистической значимости полученной корреляции. Метод основан на быстром преобразовании Фурье. Ортогоналные свойства гармоник Фурье позволяют не только вычислять корреляцию, но и быстро осуществлять случайные генерации для вычисления p-value

Червонцева З.С., Ставровская Е.Д., Миронов А.А.
Предсказание сайтов связывания транскрипционных факторов в геномах Entherobacteria с помощью алгоритма Up-Down Открыть работу
Аннотация: Работа посвящена предсказанию сайтов связывания транскрипционных факторов в геномах Entherobacteria методом, основанном на скрытой марковской модели, с использованием филогенетического дерева рассматриваемого локуса.

Михайлов Кирилл
Калинина А.С., Михайлов К.В., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Супердеревья пластид хлорофитной ветви водорослей и животных Ecdysozoa Открыть работу
Аннотация: Построены белковые семейства, выравнивания белков и супердеревья видов. На этой основе изучена филогенетическая близость пластома паразита Helicosporidium sp ex Simulium jonesii к пластомам зеленых водорослей, включая требуксиевые водоросли, и пластомов простейших из родов Euglena и Bigelowiella (вторичных эндосимбионтов). А также изучена филогенетическая близость класса Branchiopoda (жаброногих) к надклассу Hexapoda, показана монофилетичность последней группы.

Мороз Юлия Игоревна
Красилов А.Н., Ляхов А.И., Мороз Ю.И.
Аналитическая модель взаимодействия механизмов EDCA и MCCA в сетях 802.11s Открыть работу
Аннотация: В стандарте IEEE 802.11s определены два принципиально различных механизма доступа к среде передачи данных: базовый механизм случайного доступа EDCA и опциональный механизм детерминированного доступа MCCA. Для обеспечения совместной работы двух механизмов стандарт определяет следующее правило: станции сети не могут начать передачу с использованием механизма EDCA, если их передача будет перекрываться c передачей соседней станции, использующей механизм MCCA, - но не регламентирует способ выполнения этого правила. Для решения этой проблемы в [1] были предложены два различных способа изменения правил работы механизма EDCA. В данной статье предлагается аналитическая модель взаимодействия механизмов EDCA и MCCA, обладающая высокой точностью при любых периодах MCCA-резервирования, с помощью которой исследуется эффективность предложенных способов и делаются выводы о целесообразности использования того или иного способа. Также анализируются различные способы размещения интервалов MCCA-резервирования и их влияние на пропускную способность EDCA-соединения.

Мухина Вера Сергеевна
Мухина В.С.
Гены цианобактериального происхождения в геномах фотосинтезирующих эукариот Открыть работу
Аннотация: Цель настоящего исследования - изучение генов цианобактериального происхождения, закодированных в ядерном геноме растений. Пластиды, как и митохондрии, возникли как результат симбиоза бактерий и эукариот, и в процессе эволюции многие гены цианобактерий перешли в геном хозяина. Сравнение наборов этих генов у разных групп организмов и анализ их интрон-экзонной структуры позволит уточнить современные представления о том, когда и как происходил перенос этих генов.

Мюге Николай Сергеевич
Тереханова Н.В., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С., Мюге Н.С.
Генетическая изменчивость в геномах Gasterosteus aculeatus; Открыть работу
Аннотация: G. aculeatus is a good model for studying population genomics. It exists in two morphs, freshwater and marine, that differ in their morphological, physiological and behavioral traits, and these traits have evolved repeatedly in freshwater populations from marine ancestors all over the world. We use next-generation sequencing to study the genetic variation of the natural marine and freshwater stickleback populations, and of experimental freshwater populations formed ~30 years ago from crosses of marine and freshwater ancestors. We confirm the previously identified QTLs responsible for stickleback phenotypic variation, and find new QTLs. Furthermore, our results show that in the experimental freshwater populations, strong selection favoring the freshwater alleles in these QTLs acted over the time of the experiment. Over these 30 years, selection increased the mean frequency of the freshwater alleles in multiple loci from 50% to 70-80%. It was prominent when the founder population was relatively large, and consisted of 20 individuals; by contrast, drift prevailed in the experimental population founded by a cross of only two individuals.


наверх

Н

Науменко Сергей Анатольевич
Арифулов Р., Науменко С.А.
Опыт создания центра обработки данных и вычислительного кластера для лаборатории эволюционной геномики Открыть работу
Аннотация: В рамках проекта создания лаборатории эволюционной геномики на ФББ МГУ возникла подзадача построения вычислительной системы, которую можно использовать для обработки данных, поступающих с высокопроизводительного секвенатора Illumina Hiseq 2000. Созданный центр обработки данных состоит из 30 вычислительных узлов общего назначения, одного узла с большим объемом оперативной памяти (512Gb), трех систем хранения данных по 144TB каждая, сетей обмена данными, вычислительной и служебной сети, графического ускорителя вычислений, кондиционеров и источника бесперебойного питания.

Курмангалиев Е.Ж., Сутормин Р., Науменко С.А.
Полиморфизмы в инвариантных динуклеотидах сайтов сплайсинга человека Открыть работу
Аннотация: В ряде недавних исследований было показано существование аллель-специфичного альтернативного сплайсинга в человеской популяции. В частности, было обнаружено множество однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), наличие которых коррелировало с паттернами сплайсинга в различных генотипах. Чаще всего подобные полиморфизмы располагаются в непосредственной близости от регулируемых ими экзон-интронных границ. По всей видимости, такие мутации нарушают или создают de novo сайты сплайсинга и другие цис-регуляторные элементы (энхансеры и сайленсеры сплайсинга). Однако, точно предсказать последствия подобных мутаций на паттерн сплайсинга довольно сложно. К примеру, изучение ряда полиморфизмов нарушающих донорные сайты сплайсинга показало, что всего 14% из этих мутации, расположенных вне инвариантного динуклеотида GT, приводили к каким-либо измененям в паттернах сплайсинга транскриптов. В то же время, на границах почти всех интронов эукариот (>99%) расположены инвариантные динуклеотиды (GT и AG, в донорных и акцепторных сайтах соответственно). Мутации, нарушающие эти динуклеотиды, почти гарантированно приводят к полному нарушению сплайсинга по данным сайтам. Shimada и коллеги провели анализ 212 SNP, нарушающих инвариантные динуклеотиды в сайтах сплайсинга (sdSNP). Было показано, что sdSNP чаще всего встречаются в сайтах "молодых" неконсервативных экзонов. В 2011 году стали доступны данные по генотипированию 1094 человек, геномы которых были ресеквенированы в рамках проекта "1000 геномов" (http://www.1000genomes.org/). В частности, были выявлены более 30 млн SNP, большинство из которых ранее были неизвестны. Картирование этих данных на аннотацию известных транскриптов (GENCODE v7) выявило более 2000 sdSNP в белок-кодирующих генах человека. Часть из них имела довольно высокие частоты минорных аллелей (MAF). Анализ этих данных выявил новые особенности аллель-специфичных экзонов человека. В частности, были обнаружены существенные различия в распределении экзонов с sdSNP и остальными экзонами человека между различными областями генов, а также различия в потенциальном влияние на структуру белков в случае пропуска данных экзонов. Кроме того, эти группы экзонов довольно сильно различались по уровню включения в транскрипты и общему уровню экспрессии генов. Причем при отдельном расмотрении подвыборки sdSNP с высокими значениями MAF эти различия были ещё выше.

Неверов Алексей Дмитриевич
Лежнина К.В., Неверов А.Д.
Поиск адаптивной эволюции после событий реассортации в генах вируса гриппа А типа H3N2 Открыть работу
Аннотация: В работе было исследовано, как события реассортации генов влияют на значение отношения dn/ds в вирусе гриппа. Для последовательностей генов были построены филогенетические деревья (Mr.Bayes), с помощью Giraf были определены реассортанты. Посредством HyPhy, была проверена гипотеза о том, что события реассортации увеличивают отношение dn/ds. Для гена нейраминидазы было показано, что наблюдается сильное увеличение значения dn/ds на ветвях сразу после событий реассортации.

Некрасов Павел Олегович
Сафонов А.А., Ляхов А.И., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г., Некрасов П.О., Платов Д.А.
Протокол многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа Открыть работу
Аннотация: В работе описываются задачи, которые пришлось решить при разработке в ИППИ РАН оригинального протокола многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа

Николаев Дмитрий Петрович
Безматерных П., Ханипов Т., Николаев Д.П.
Решение задачи линейной регрессии с помощью быстрого преобразования Хафа Открыть работу
Аннотация: В данной работе изучается устойчивость метода решения задачи линейной регрессии с помощью быстрого преобразования Хафа при наличии нормально распределенного аддитивного координатного и выбросового шумов, а также производится сравнение предлагаемого метода с некоторыми робастными модификациями метода наименьших квадратов (МНК) и методами Тейла и Сена. Демонстрируется, что предлагаемый метод является устойчивым, и при наличии сильного выбросового шума дает более точные результаты, нежели варианты метода наименьших квадратов с итеративным пересчетом весов и методы Тейла и Сена. Также показано, что метод БПХ наиболее устойчив в случае, когда дополнительно присутствует некоррелированный шум с круговым нормальным распределением.

Сараев А., Николаев Д.П.
Выделение графических примитивов для анализа структуры документа на примере локализации печатей Открыть работу
Аннотация: В данной работе исследуются различные подходы к задаче локализации печатей и штампов круглой формы на изображении: обобщенное преобразование Хафа, алгоритм Виолы-Джонса, аппроксимация компонент связности краев изображения фигурами искомой формы. Получены опытные данные по упомянутым методам, свидетельствующие об их пригодности для решения поставленной проблемы.

Котов А.А., Усилин С., Николаев Д.П.
Построение устойчивых признаков для алгоритма Виолы и Джонса в задаче классификации транспортных средств Открыть работу
Аннотация: В работе описан метод идентификации колесных осей транспортных средств с помощью алгоритма Виолы и Джонса. Основным преимуществом данного алгоритма является полностью автоматическое построение классификатора при наличии обучающих примеров. В нашей работе в качестве входных данных предлагается использовать не яркостное (полутоновое) изображение, а картину направленных краев. В работе показано, что такой подход по сравнению с оригинальным является устойчивым к различным условиям освещенности, что немаловажно в задаче классификации транспортных средств.

Котов А.А., Николаев Д.П.
Прослеживание в видеопотоке объектов, содержащих множество концентрических дуг Открыть работу
Аннотация: В работе описан метод прослеживания в видеопотоке объектов, содержащих множество концентрических дуг, основанный на применении структурного тензора и голосующей схемы в пространстве центров дуг. На основе предлагаемого метода реализован алгоритм прослеживания автомобильных колес в рамках задачи построения автоматического классификатора транспортных средств. Алгоритм использует дополнительное предположение об осесимметричности объекта. Проведен ряд численных экспериментов, подтверждающих эффективность применения данного подхода.

Григорьев А.С., Гладков А., Николаев Д.П.
Система подсчета колесных осей транспортных средств и ее оптимизация с помощью программного пакета NOMAD Открыть работу
Аннотация: Описывается метод определения количества колесных осей транспортных средств на основе методов технического зрения, разработанный для системы автоматической классификации транспортных средств. Случай быстрого квазиравномерного движения решается отдельно с использованием быстрого преобразования Хафа. Исследуется возможность использования свободно распространяемого программного пакета NOMAD для оптимизации параметров алгоритма.

Никулова Анна Алексеевна
Никулова А.А., Артемов А.В., Schmidt T.
Универсальная Java-платформа для массового анализа данных секвенирования нового поколения Открыть работу
Аннотация: With the cost of the genome sequencing going down, the need for the effective tools for the analysis of NGS data is becoming urgent. Here, we present a exible Java framework that provides various functionalities for the analysis of mutation data. It operates on various levels of biological objects, such as mutations, genes, pathways etc. and allows for incorporation of other types of data (e.g. gene expression) into analysis. We also provide an example of a framework application to a study of mutations in uencing the expression level of the closely positioned genes.


наверх

О

Melly Oitzl
Толмачева Е.А., Oitzl M., Luijtelaar G.
Стресс и абсансы в генетической модели эпилепсии у крыс Открыть работу
Аннотация: Известно, что стресс и повышенный уровень глюкокорикоидов оказывают воздействие на нейронную возбудимость и изменяют судорожную чувствительность мозга. Несмотря на обширные клинические и экспериментальные данные о прокнвульсивном эффекте стресса, практически ничего не известно о роли стресса в эпилептогенезе неконвульсивных форм эпилепсии. В данной работе мы исследовали эффект острого стресса на количество спайк-волновых разрядов у крыс линии WAG/Rij, представляющих генетическую модель абсансной эпилепсии. В работе использовали крыс в возрасте 3-5 месяцев с хронически вживленным электродами. В течение трех последовательных дней крыс подвергали стрессу различной интенсивности. Электрическая стимуляция вызывала двухфазный эффект: в первые 15 минут спайк-волновая активность снижалась, в зависимости от интенсивности стимуляции, а затем несколько увеличивалась. При повторении воздействия повышенный уровень абсансной эпилептической активности присутствовал на следующий день уже за час до начала стимуляции. Таким образом, хотя само стрессорное воздействие ведет к кратковременному подавлению спайк-волновой активности у крыс линии WAG/Rij, стресс связанный с ожиданием предстоящего негативного воздействия повышает уровень эпилептической активности.

Огнивов Василий Валерьевич
Огнивов В.В., Рожкова Г.
Влияние положения головы на восприятие светотени Открыть работу
Аннотация: Целью исследования было определить влияние положения головы на восприятие светотени. Испытуемым предъявляли изображение круга с градиентной заливкой. Данный стимул представляет собой иллюзию, которая имеет двойную интерпретацию - вогнутую или выпуклую. Многочисленными исследованиями показано, что при интерпритации иллюзии суммируется информация, получаемая на сетчатке, об источнике света и положении головы в пространстве. Тем не менее, вопрос о том, в какой момент происходит переключение интерпретации изображения остается открытым.

Опарина Нина Юрьевна
Опарина Н.Ю., Жаркова М., Веселовский А.
Семейство цитохромов P450 как модель оценки изменения экологических характеристик в ходе эволюции позвоночных Открыть работу
Аннотация: The cytochromes P450 (CYPs) belong to one of the largest and ancient protein families. These enzymes are divided into multiple subfamilies involved in the metabolism of endogenous small molecules and in detoxication of xenobiotics. We have studied the vertebrate 19 CYP families including “stable” and “unstable” families differing in genes count and duplication frequencies. We have included environmental “lifestyle” description of various vertebrate phyla and demonstrated that the xenobiotic-related CYPs are prone both to duplications and higher mutation rate in comparison with metabolism-related CYPs. We have studied evolutionary traces in CYP families and demonstrated similar pathways in those phyla, characterized with congruent environmental “lifestyles”. The hotspots in CYP evolution mostly coincided with events such as changes of food type from predatoriness to herbivore, but not in opposite direction. We have described formalized “lifestyles” for vertebrate phyla and shown that our approach made it possible to detect previously unnoticed driving forces in CYPs differentiation. Our results shed light on the role of detoxication system in vertebrate evolution.

Опарина Н.Ю.
Сравнительный анализ цитирований биомедицинских публикаций в журналах с открытым доступом опубликованных в течение пяти лет Открыть работу
Аннотация: Citations are ubiquitous characteristics in scientific articles widely used for estimating such well-known characteristics like journal impact factors; author h-index and various alternatives including m-index, indivudual h-idex, s-index and numerous others. We have studied open-access full-text articles from Pubmed Central to estimate various dependancies of citation probability. We have selected not-intersecting subsets of 5-years old articles according to their scientific field using the MeSH thesaurus. The impact factors of journals, the h-indexes of corresponding and the last authors as well as numerous other features were included into the constructed database. Additionly, we have calculated the "subjective" characteristics of articles including the number of equations, tables, figures, the ratio of colored illustrations to grayscale ones; the "unusual" score of illustrations (according to figure legends). For each article sets the illustration types such as barcharts, plots, piecharts, photos etc. were counted and ranked according to their frequency of usage in each set. We have shown that several illustration types are highly specific to article sets. The availability of "useful" tables in Supplementary materials was shown to be positive predictor of further citation. The "usefulness" of supplementary tables was estimated according to their size and parseable format. We have shown that the author "weight" characteristics such as h-index predict the citation probability in all article sets with particular importance in medical articles. The number of equations was recently published to be negative predictor of citations. By the way, the MeSH-based analysis of citations demonstrated that equations-enriched articles were extremely poorly citated in case that initial article was published in "classical" biological journals. The equations-enriched articles initially published in medical journals were shown to be cited more frequently. The illustration-based metrics allowed us to demonstrate that the probability to be cited was higher in articles characterized with high quality colored illustrations in all article sets. This dependancy remains significant after data normalization to journal impact factors and author h-indexes. We have revealed the positive correlation between illustration type and citation probability in all article sets in case that this type is not top-ranked according to usage frequency, but also this illustration type frequency is not in the lowest quartile. We propose that unique illustrations are not easily decoded by readers while too frequent plot types do not attract attention. We have shown that despite the proposed objectivity in scientific publication the highly significance in citation probabilities estimation was revealed basing on pronounced subjective features.

Осипов Дмитрий Сергеевич
Осипов Д.C.
О вероятности ошибки в системе множественного доступа, использующей сигнально-кодовую конструкцию на базе МДР кодов, динамически выделяемые частотные поддиапазоны и некогерентный приемник по максимуму правдоподобия, в условиях воздействия следящих помех. Открыть работу
Аннотация: Работа посвящена отысканию аналитического выражения, позволяющего оценить вероятность ошибки в системе множественного доступа, использующей сигнально-кодовую конструкцию на базе МДР кодов, динамически выделяемые частотные поддиапазоны и некогерентный приемник по максимуму правдоподобия, в условиях воздействия следящих помех.

Осипов Д.C., Грошев Ф.В.
Система множественного доступа, использующая динамически выделяемые частотные поддиапазоны и пороговый прием, в условиях воздействия полосовых шумовых помех Открыть работу
Аннотация: В работе исследуется влияние различных типов помех на максимальную скорость надежной передачи в системе множественного доступа, использующей динамически выделяемые поддиапазоны, частотно-позиционное кодирование и пороговый прием.

Островский Дмитрий Маркович
Островский Д.М., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г.
Сравнение качества соединений, открываемых протоколами MPM и NHDP Открыть работу
Аннотация: Управление соединениями является важной частью процесса маршрутизации в многошаговых беспроводных сетях. От эффективности механизмов управления соединениями, в конечном счете, зависят пользовательские характеристики сети. В данной работе осуществлен сравнительный анализ эффективности механизмов управления соединениями на основе протокола MPM (англ.: Mesh Peering Management), являющегося частью стандарта 802.11s, и на основе протокола NHDP (англ.: Neighborhood Discovery Protocol), используемого популярным протоколом маршрутизации OLSR (англ.: Optimized Link-State Routing). Для сравнения данных механизмов использованы аналитические модели, построенные авторами статьи в предыдущих работах по данной тематике.


наверх

П

Панин Иван Игоревич
Панин И.И., Приходько П.В.
Подходы к нахождению дисперсии оценок значимости признаков в задаче глобального анализа чувствительности Открыть работу
Аннотация: В работе предлагается несколько способов нахождения дисперсии оценок значимости признаков для метода EFAST (Extended Fourier Amplitude Sensitivity Testing). Демонстрируются результаты их применения на наборе моделльных задач.

Панов Владимир Александрович
Панов В.А.
Статистическое оценивание активности прыжков для процессов Леви с изменяющимся временем Открыть работу
Аннотация: This paper is devoted to studying the problem of the statistical inference on the activity of jumps for a class of the so-called time-changed Levy processes, i.e., for the cesses in the form Y_s = X_{T(s)}, where X is a Levy process and T is a non-negative and non-decreasing stochastic process, which is referred to as time change. First, starting from some natural assumptions on the Levy measure of X, we infer on the asymptotic behavior of the characteristic function of Y. Next, we present a new method, which allows to consistently estimate the activity of small jumps in the diffcult case of low-frequency data.

Панов Максим Евгеньевич
Панов М.Е., Бурнаев Е.В.
Сравнительный анализ критериев адаптивного планирования экспериментов на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В работе рассматривается задача адаптивного планирования эксперимента для задачи регрессии. В качестве регрессионной модели используется стохастическая модель гауссовского процесса. В работе рассмотрен как ряд классических критериев адаптивного планирования эксперимента, так и ряд новых критериев. Проведено сравнение рассматриваемых методов на большом количестве тестовых функций.

Панов М.Е., Бурнаев Е.В., Коноваленко И.А., Кононенко Д.С.
Сравнительный анализ процедур оптимизации на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: В некоторых практических приложениях требуется оптимизировать функцию, расчјт одного значения которой может занимать значительное время. Одним из способов оптимизации таких функций является оптимизация на основе суррогатных моделей, основная идея которой состоит в построении аппроксимации (суррогатной модели) целевой функции и дальнейшем ее использовании при оптимизации. В данной работе в качестве суррогатной модели рассматривается стохастическая модель гауссовского процесса. В работе рассмотрено несколько методов суррогатной оптимизации и проведено их сравнение с классическими методами оптимизации на большом количестве тестовых функций различных размерностей.

Панчин Александр Юрьевич
Тужиков А., Панчин А.Ю., Панчин Ю.В.
Филогенетический анализ с использованием не аннотированных нуклеотидных данных Открыть работу
Аннотация: Современные технологии секвенирования позволяют пополнять базы данных нуклеотидных последовательностей все новыми прочитанными полными геномами, их фрагментами и транскриптомами организмов - представителей различных таксономических групп. Установление филогенетической принадлежности организмов на основе прочитанных нуклеотидных последовательностей - одна из чрезвычайно важных и актуальных задач современной биологии. Большинство актуальных методов построения филогенетических деревьев рассчитано на использование выборок хорошо аннотированных генов. Нами предложен новый метод биоинформатики, который позволяет реконструировать филогению организмов, чьи геномы были частично или полностью прочитаны, но еще не были аннотированы. Для решения этой задачи нами разработан программный продукт, позволяющий автоматически решить задачу реконструкции филогении группы организмов с возможностью привлечения вычислительных мощностей нескольких компьютеров.

Панчин Юрий Валентинович
Тужиков А., Панчин А.Ю., Панчин Ю.В.
Филогенетический анализ с использованием не аннотированных нуклеотидных данных Открыть работу
Аннотация: Современные технологии секвенирования позволяют пополнять базы данных нуклеотидных последовательностей все новыми прочитанными полными геномами, их фрагментами и транскриптомами организмов - представителей различных таксономических групп. Установление филогенетической принадлежности организмов на основе прочитанных нуклеотидных последовательностей - одна из чрезвычайно важных и актуальных задач современной биологии. Большинство актуальных методов построения филогенетических деревьев рассчитано на использование выборок хорошо аннотированных генов. Нами предложен новый метод биоинформатики, который позволяет реконструировать филогению организмов, чьи геномы были частично или полностью прочитаны, но еще не были аннотированы. Для решения этой задачи нами разработан программный продукт, позволяющий автоматически решить задачу реконструкции филогении группы организмов с возможностью привлечения вычислительных мощностей нескольких компьютеров.

Первухин Дмитрий
Артемов А.В., Первухин Д., Фаворов А.В., Миронов А.А.
Локализация гистоновых модификаций, ассоциированных с выбором альтернативного сайта полиаденилирования Открыть работу
Аннотация: In the current work we explored a possible role of histone modifications in the regulation of alternative polyadenylation. We observed correlations between the usage of a polyadenylation site and the level of certain histone modifications near this site. In order to check if this association can be explained by epigenetic regulation of polymerase II elongation rate, we compared the correlations in the regions of high and low polymerase II occupancy.

Перемячкина Светлана Юрьевна
Петрашко Дмитрий Игоревич
Гасников А.В., Петрашко Д.И., Гасникова Е.В.
Макросистемный подход к моделям ранжирования веб-страниц Открыть работу
Аннотация: В работе приводится общая схема, базирующаяся на концепции равновесия макросистемы (эргодической теоремы для марковских процессов + явлении концентрации стационарной меры), с помощью которой проинтерпретированы известные модели ранжирования web-страниц: PageRank (Л.Пейдж, С.Брин, 1998), использовавшаяся в поисковой ситеме Google, модель IBM Дж. А.Томлина (2003).

Петроченков Вадим Викторович
Петроченков В.В.
Морфологическая разметка русскоязычных текстов с помощью теггера на основе SVM Открыть работу
Аннотация: В статье рассматривается построение статистического теггера для автоматической морфологической разметки русскоязычных текстов. При такой разметке каждому слову приписывается тег, содержащий в себе информацию о части речи и полном наборе морфологических характеристик слова. Использован набор характеристик, принятый при разметке корпуса СинТагРус, этот же корпус использован для обучения теггера. В основе работы теггера лежит метод опорных векторов (SVM). Полученный теггер показал высокие результаты по качеству разметки и скорости работы.

Платов Дмитрий Алексеевич
Сафонов А.А., Ляхов А.И., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г., Некрасов П.О., Платов Д.А.
Протокол многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа Открыть работу
Аннотация: В работе описываются задачи, которые пришлось решить при разработке в ИППИ РАН оригинального протокола многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа

Поляков Николай Львович
Поляков Н.Л.
О клоновом подходе к математическим проблемам коллективного выбора Открыть работу
Аннотация: В работе исследованы некоторые классы клонов операций на конечных множествах, состоящие из функций, каждая из которых на любой последо вательности принимает значение, равное одному из ее членов. С помощью полученных результатов усилена одна теорема С. Шелаха, которая, в свою очередь, является обобщением теоремы Эрроу "о невозможности коллективного выбора".

Попова Софья Михайловна
Попова С.М., Данилов А.В.
Комплексный анализ клинических данных при исследовании нарушения кровоснабжения у детей с речевыми синдромами Открыть работу
Аннотация: Проблема клинических и субклинических проявлений церебральной сосудистой патологии у детей и их лечение становятся одной из ключевых в детской неврологии. Поэтому развитие детской ангионеврологии в настоящее время невозможно без использования такого метода как ультразвуковая допплерография, объективно отражающая состояние кровоснабжения головного мозга. Разработанный в ИППИ РАН вместе с экспертами метод структурной организации слабоформализованной информации и профессиональных знаний приводит к сокращению их объема и повышению информативности. Комплексный анализ позволил провести сравнительную оценку функционального состояния мозга детей в возрасте от 3 до 8 лет в норме и с нарушениями умственного и речевого развития разной степени выраженности и вида.

Постников Василий Валерьевич
Постников В.В., Соколов В.В., Шешкус А.В.
Два подхода к поиску точек схода на перспективно искаженных изображениях Открыть работу
Аннотация: Два альтернативных метода поиска точек схода на изображении, основывающихся на прямых и их сегментах рассмотрены. Первый метод – комбинаторный, второй – аккумулятивный. Сравниваются результаты работы двух методов на общедоступной базе данных, состоящей из различных урбанистических изображений (YorkUrbanDB). Краткий обзор основных существующих методов.

Потапов Владимир Георгиевич
Крещук А.А., Потапов В.Г.
Некоторые статистические демодуляторы для частотно позиционного кодирования с быстрой перестройкой частот Открыть работу
Аннотация: Данная работа посвящена вопросам организации передачи в "плохих" каналах, в которых отношение сигнал-шум мало и присутствует мешающий сигнал, с использованием частотно позиционного кодирования с быстрой перестройкой частот. В данной работе предложен алгоритм демодуляции, существенно более устойчивый к наличию мощного мешающего сигнала. Выбран статистический критерий, позволяющих повысить корректирующую способность в этих условиях. В результате компьютерного моделирования показано, что предложенный алгоритм демодуляции в условиях сильного мешающего сигнала имеет более высокую корректирующую способность, чем известные ранее.

Иванов Ф.И., Зяблов В.В., Потапов В.Г.
Оценка минимальной длины циклов квазициклических регулярных кодов с малой плотностью проверок на четность, основанных на матрицах перестановок Открыть работу
Аннотация: В работе доказывается условие отсутствия циклов длины 4 в проверочных матрицах регулярных квазициклических МПП-кодов, основанных на матрицах перестановок. На основании доказанных результатов построен ансамбль двоичных МПП-кодов, минимальная длина циклов которых равна 6: Представлены результаты моделирования полученных кодовых конструкций для итеративного алгоритма декодирования "распространения доверия"(Sum-Product) при передаче кодового слова по двоичному каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.

Жилин И.В., Потапов В.Г.
О методах моделирования канала COST 207 Открыть работу
Аннотация: В таботе проводится сравнение реализаций канала COST-207 в среде Matlab и в библиотеке IT++. Рассматривается скорость их работы при различных параметрах канала. Предлагается способ ускорения моделирования системы путјм предварительного сохранения АЧХ канала в виде базы данных и показывается выигрыш в скорости от использования этого метода.

Приходько Павел Викторович
Бурнаев Е.В., Приходько П.В.
Optimization of Composite Structure based on Surrogate Modeling of Buckling Analysis Открыть работу
Аннотация: Problem of aircraft structural components (wing, fuselage, tail) optimization is considered. Solution of this problem is very computationally intensive, since it requires at each iteration a two-level process: first from previous iteration, an update step at full component level must be performed in order to take into account internal loads and their sensitivities in the whole structure involved by changes in local geometry. Second, numerous local analyzes are run on isolated elements (for example, super stiffeners) of structural components in order to calculate mechanical strength criteria and their sensitivities, depending on current internal loads. An optimization step is then performed from combined global-local sensitivities. This bi-level global-local optimization process is then repeated until convergence of load distribution in the whole structure. Numerous calculations of mechanical strength criteria are necessary for local analyzes, resulting in great increase of the time between two iterations. In this work an effective method for speeding up the optimization process was proposed. The method uses surrogate models of optimization constraints (mechanical strength criteria) and provides a reduction of structure optimization computational time from several days to a few hours.

Панин И.И., Приходько П.В.
Подходы к нахождению дисперсии оценок значимости признаков в задаче глобального анализа чувствительности Открыть работу
Аннотация: В работе предлагается несколько способов нахождения дисперсии оценок значимости признаков для метода EFAST (Extended Fourier Amplitude Sensitivity Testing). Демонстрируются результаты их применения на наборе моделльных задач.

Приходько П.В., Бурнаев Е.В.
Подходы к оценке размерности в процедуре эффективного снижения размерности на основе гауссовских процессов Открыть работу
Аннотация: Рассматривается модель функции, которая является реализацией случайного нормального поля. Для данной модели может быть построенна процедура эффективного снижения размерности для нахождения центрального подпространства регресии. В предположении, что параметры поля известны, в работе предлагается статистический тест для оценки размерности центрального подпространства регрессии. Тест основан на оценке ранга матрицы градиентов функции.

Протосавицкий Анатолий
Степанькова Е.И., Телятников Р., Протосавицкий А., Матусевич Е.
Классификация люминесцирующих объектов в ультрафиолетовом освещении в задачах проверки подлинности документов Открыть работу
Аннотация: Разработан алгоритм нахождения люминесцирующих объектов на изображениях проездных документов, полученных при ультрафиолетовом освещении. Найденные объекты классифицируются в зависимости от степени четкости их границ.

Прун Виктор Евгеньевич
Чукалина М., Бузмаков А., Прун В.Е.
Вычислительно эффективный вариант алгебраического метода компьютерной томографии Открыть работу
Аннотация: В статье предложена новая быстрая версия алгоритма реконструкции компьютерной томографии SART. Итерация алгоритма была асимптотически ускорена с помощью быстрого преобразования Хафа с O(n^3) до O(n^{2}logn). Данный алгоритм был программно реализован на языке С++ и проведен модельный эксперимент, который демонстрирует работу алгоритма.


наверх

Р

Россбах Оливер
Храмеева Е.Е., Rossbach O., Hung L.
Регуляция сплайсинга с помощью белка hnRNPL Открыть работу
Аннотация: На основе метода iCLIP, совмещенного с высокопроизводительным секвенированием, была получена точная полногеномная карта позиций связывания белка hnRNPL с РНК в клетках человека HeLa. Анализ данной карты показал несколько неизвестных ранее функций белка hnRNPL. Во-первых, позиция связывания hnRNPL определяет его активаторное или репрессирующее влияние на сплайсинг. Во-вторых, белок hnRNPL часто связывается вблизи мишеней микроРНК в области 3'UTR, что предполагает наличие глобального механизма конкуренции между hnRNPL и микроРНК. В-третьих, белок hnRNPL, по-видимому, участвует в биогенезе малых ядрышковых РНК: нокдаун hnRNPL приводит к значительному уменьшению количества малых ядрышковых РНК в клетке.

Равчеев Дмитрий Андреевич
Родионов Дмитрий Александрович
Лейн С.А., Родионов Д.А.
Реконструкция транскрипционной регуляции методами сравнительной геномики в археях порядка Sulfolobales Открыть работу
Аннотация: Microorganisms from the domains of Archaea and Bacteria differ in their basal transcriptional machinery; however they are known to share their transcription factor (TF) families. Experimental data on transcriptional regulation of the central metabolism in Archaea are limited. We employed the comparative genomic approach to enable identification and reconstruction of TF regulons in thermoacidophilic archaea from the Sulfolobales order. By this time, we collected and analyzed the TF repertoires from seven studied genomes and reconstructed four novel TF regulons. Two regulons for iron and manganese homeostasis genes are controlled by DtxR-like transcription factors, named FetR and MntR. Peroxide stress regulon is controlled by Fur-like TF, named PerR. We identified and described a novel archaeal TF regulon for B12 biosynthesis and salvage pathway, which is regulated by RNA riboswitch element in Bacteria. By using the phyletic patterns of occurrence of TFs and DNA motifs, we tentatively attributed a novel hypothetical TF from the ArsR family to this regulon, which was named CblR.

Рожкова Галина
Огнивов В.В., Рожкова Г.
Влияние положения головы на восприятие светотени Открыть работу
Аннотация: Целью исследования было определить влияние положения головы на восприятие светотени. Испытуемым предъявляли изображение круга с градиентной заливкой. Данный стимул представляет собой иллюзию, которая имеет двойную интерпретацию - вогнутую или выпуклую. Многочисленными исследованиями показано, что при интерпритации иллюзии суммируется информация, получаемая на сетчатке, об источнике света и положении головы в пространстве. Тем не менее, вопрос о том, в какой момент происходит переключение интерпретации изображения остается открытым.


наверх

С

Сараев Антон
Сараев А., Николаев Д.П.
Выделение графических примитивов для анализа структуры документа на примере локализации печатей Открыть работу
Аннотация: В данной работе исследуются различные подходы к задаче локализации печатей и штампов круглой формы на изображении: обобщенное преобразование Хафа, алгоритм Виолы-Джонса, аппроксимация компонент связности краев изображения фигурами искомой формы. Получены опытные данные по упомянутым методам, свидетельствующие об их пригодности для решения поставленной проблемы.

Сафонов Александр Александрович
Сафонов А.А., Ляхов А.И., Хоров Е.М., Кирьянов А.Г., Некрасов П.О., Платов Д.А.
Протокол многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа Открыть работу
Аннотация: В работе описываются задачи, которые пришлось решить при разработке в ИППИ РАН оригинального протокола многоадресной маршрутизации в беспроводных самоорганизующихся сетях с детерминированным методом доступа

Юргенсон А.Н., Соколова О.Д., Сафонов А.А., Ляхов А.И.
Анализ взаимодействия алгоритмов многоадресной маршрутизации и методов передачи в беспроводной сети Открыть работу
Аннотация: В работе проведен анализ чувствительности стоимости доставки многоадресных пакетов к используемому методу передачи в беспроводных многошаговых сетях. Рассмотрены методы надежной передачи многоадресных пакетов, описанные в 2012г. в дополнении IEEE 802.11aa к стандарту сетей семейства Wi-Fi. Предложен ряд алгоритмов построения многоадресного маршрута, учитывающих структуру этих методов передачи и тем самым позволяющих существенно снизить стоимость доставки пакетов по сравнению с эталонным мвршрутом, в качестве которого использовано дерево минимального веса, построенное алгоритмом Takahashi и Matsuyama.

Северинов Константин Викторович
Селиверстов Александр Владиславович
Зверков О.А., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Семейства белков, кодируемых в пластомах Chlorophyta, Euglenozoa и Rhizaria Открыть работу
Аннотация: Разделение белков по семействам позволяет уточнять их аннотации и выполнять поиск белка по его филогенетическому профилю. Нами выполнено такое разделение (кластеризация) белков, кодируемых в пластомах рано отделившихся ветвей зелёных водорослей и видов с родственными пластидами: Euglena gracilis, E. longa и Bigelowiella natans («хлорофитная» ветвь пластид) на основе того же ранее полученного нами алгоритма. Соответствующая база данных и поиск кластера по филогенетическому профилю белка доступны на нашем сайте по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/chlorophyta/. На её основе показано, что отсутствуют белки, специфичные для пластомов небольших таксономических групп этих водорослей за исключением отчасти класса Chlorophyceae. Эта ситуация расходится с той, которую мы наблюдаем для отдела Rhodophyta. Аналогичная база данных была полученная нами для родофитной ветви пластид доступна по адресу http://lab6.iitp.ru/ppc/redline/. Мы предполагаем, что донором пластид для E. longa и E.gracilis служит класс Trebouxiophyceae.

Калинина А.С., Михайлов К.В., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.
Супердеревья пластид хлорофитной ветви водорослей и животных Ecdysozoa Открыть работу
Аннотация: Построены белковые семейства, выравнивания белков и супердеревья видов. На этой основе изучена филогенетическая близость пластома паразита Helicosporidium sp ex Simulium jonesii к пластомам зеленых водорослей, включая требуксиевые водоросли, и пластомов простейших из родов Euglena и Bigelowiella (вторичных эндосимбионтов). А также изучена филогенетическая близость класса Branchiopoda (жаброногих) к надклассу Hexapoda, показана монофилетичность последней группы.

Селионов Виктор Александрович
Жванский Д.С., Селионов В.А., Солопова И.А., Гришин А.А.
Нарушения межконечностных взаимодействий у пациентов после инсульта Открыть работу
Аннотация: Ранее на здоровых испытуемых были показаны особенности активации межконечностных нейронных связей при совершении ритмических движений рук и ног в положении лежа. Целью данной работы было исследование подобных взаимовлияний верхних и нижних конечностей при выполнении аналогичных двигательных задач у перенесших инсульт пациентов. У 16 постинсультных пациентов с различной степенью гемипареза в положении лежа производились активные и пассивные движения рук совместно с шагательными движениями ног и без них. Показано, что у больных общая картина распределения мышечной активности при выполнении произвольных циклических движений обеими руками была нарушена. Пассивные движения паретичной и непаретичной рук приводили к различной степени активации их мышц в зависимости от степени пареза. При нагрузке непаретичной руки активность в мышцах паретичной руки также отличалась у пациентов с различной степенью пареза. При подключении к циклическим движениям рук шагательных движений ног в диагональной синергии активность в проксимальных мышцах обеих рук уменьшалась, вне зависимости от степени пареза, как и у здоровых испытуемых. Cопутствующие шагательным движениям ног движения рук не изменяли активность мышц непаретичной ноги у пациентов обеих групп, а в паретичной ноге активность в некоторых мышцах даже снижалась. Полученные результаты выявили важные особенности постинсультных двигательных нарушений, приводящих к изменениям межконечностных взаимодействий и в значительной степени зависящих от степени пареза.

Сеплярский Владимир Борисович
Сеплярский В.Б., Базыкин Г.А., Кондрашов А.С.
Распространенность эпистатических взаимодействий в кодирующих и не кодирующих последовательностях D. melanogaster Открыть работу
Аннотация: Most models of sequence evolution assume independence of mutations at different sites; however, there are multiple possible reasons for deviations from independence. In particular, epistatic interactions between sites may lead to non-independence of SNPs and of nucleotide replacements at distinct sites. Here, we show that epistatic interactions between nearby (at distances of up to 5 bp) nucleotide sites shape the patterns of polymorphism and divergence in coding (CDS) and noncoding (NDS) DNA sequences of D. melanogaster. Both in within-species polymorphism and in interspecies divergence, the clustering of SNPs and substitutions at nearby sites is positively correlated with the degree of conservatism of the sequence segment. Moreover, clustering of substitutions in the same of the two evolving lineages, suggestive of positive selection or epistatic interactions (Bazykin et al. Nature 2004 Jun 3; 429:558-562), is twice as strong in the conserved regions of NDS, and 3 times as strong in the conserved regions of CDS, compared to the corresponding non-conserved regions. These results show that epistatic interactions between nearby CDS and NDS sites are prevalent genome-wise, and may be an underappreciated contributor to sequence evolution.

Сироткин Александр Владимирович
Филченков А.А., Сироткин А.В.
Выявление ацикличности вторичной структуры алгебраической байесовской сети на основе подсчета числа ее ребер Открыть работу
Аннотация: Алгебраические байесовские сети (АБС) являются представителями класса логико-вероятностных графических моделей. Особенностью АБС является допустимость использования интервальных оценок вероятности для представления неопределенности в знаниях. Существующие на сегодняшний день алгоритмы логико-вероятностного вывода в АБС требуют того, чтобы их вторичная структура была ациклической Цель работы — предложить метод выявления ацикличности первичной структуры на основе подсчета числа ее ребер (но без непосредственного построения).

Смирнов Евгений
Смирнов Е.
Catalan-Hankel determinants and Schubert polynomials Открыть работу
Аннотация: We show that the specializations at 1 of the Schubert polynomials for certain permutations are given by determinantal formulas involving Catalan numbers. We interept these values combinatorially, as the numbers of certain plane partitions, and geometrically, as the multiplicities of singular points in some Schubert varieties. We also provide q-analogues of these results.

Соколов Валерий Владимирович
Постников В.В., Соколов В.В., Шешкус А.В.
Два подхода к поиску точек схода на перспективно искаженных изображениях Открыть работу
Аннотация: Два альтернативных метода поиска точек схода на изображении, основывающихся на прямых и их сегментах рассмотрены. Первый метод – комбинаторный, второй – аккумулятивный. Сравниваются результаты работы двух методов на общедоступной базе данных, состоящей из различных урбанистических изображений (YorkUrbanDB). Краткий обзор основных существующих методов.

Соколова Ольга Дмитриевна
Юргенсон А.Н., Соколова О.Д., Сафонов А.А., Ляхов А.И.
Анализ взаимодействия алгоритмов многоадресной маршрутизации и методов передачи в беспроводной сети Открыть работу
Аннотация: В работе проведен анализ чувствительности стоимости доставки многоадресных пакетов к используемому методу передачи в беспроводных многошаговых сетях. Рассмотрены методы надежной передачи многоадресных пакетов, описанные в 2012г. в дополнении IEEE 802.11aa к стандарту сетей семейства Wi-Fi. Предложен ряд алгоритмов построения многоадресного маршрута, учитывающих структуру этих методов передачи и тем самым позволяющих существенно снизить стоимость доставки пакетов по сравнению с эталонным мвршрутом, в качестве которого использовано дерево минимального веса, построенное алгоритмом Takahashi и Matsuyama.

Солдатов Руслан
Солдатов Р., Миронов А.А.
Статистические методы геномного анализа, основанные на использовании диффузионной модели Открыть работу
Аннотация: Сравнительная геномика является мощным средством для предсказания функциональных особенностей геномов, а также для исследования особенностей эволюции. При этом биоинформатическая часть исследования обычно предполагает вычисление значений разного рода функций от последовательностей и их сравнение для ортологичных объектов. В настоящей работе предложен статистический подход к сравнительно-геномному анализу, основанный на исследовании диффузии в пространстве функций от последовательностей, при условии нейтральной эволюции последовательностей. Предложено две статистики для оценки значимости наблюдений и проведено исследование их поведения для ряда биологических задач. Данный метод применен к задачам сравнительного анализа регуляторных областей и вторичных структур РНК. Сформулирована технология применения данной методики. Подход реализован в виде библиотеки Java-классов

Соловьёва Фаина
Гуськов Г.К., Соловьёва Ф.И.
Об одной каскадной конструкции разбиений n-куба на совершенные двоичные коды Открыть работу
Аннотация: В настоящей работе, с помощью каскадной конструкции, построен класс разбиений n-куба F^n на расширенные совершенные двоичные коды малого ранга. Получена нижняя оценка числа таких разбиений.

Ковалевская Д.И., Соловьёва Ф.И., Филимонова Е.С.
Системы троек Штейнера малого ранга и совершенные двоичные коды Открыть работу
Аннотация: Известно, что кодовые слова веса 3 любого совершенного двоичного кода, содержащего нулевой вектор, образуют систему троек Штейнера. В работе описан класс систем троек Штейнера порядка n = 2^{r}-1, полученных специальными свитчингами из Хэмминговой системы троек Штейнера. Показано, что эти системы троек вложимы в совершенные коды, построенные методом свитчингов ijk-компонент из двоичного кода Хэмминга длины n. Приводится число различных систем троек Штейнера порядка n ранга n-log(n+1)+1, вложимых в совершенные двоичные коды длины n ранга n-log(n+1)+1. Для числа систем троек Штейнера порядка n ранга n-log(n+1)+2, вложимых в совершенные двоичные коды длины n такого же ранга, получены верхняя и нижняя оценки. Кроме того, приводится нижняя оценка для числа различных систем троек Штейнера порядка n, не вложимых в совершенные двоичные коды длины n, построенные методом свитчингов ijk-компонент из двоичного кода Хэмминга. Оценивается сверху число различных систем троек Штейнера порядка n ранга не больше n-log(n+1)+2.

Солопова Ирина Александровна
Жванский Д.С., Селионов В.А., Солопова И.А., Гришин А.А.
Нарушения межконечностных взаимодействий у пациентов после инсульта Открыть работу
Аннотация: Ранее на здоровых испытуемых были показаны особенности активации межконечностных нейронных связей при совершении ритмических движений рук и ног в положении лежа. Целью данной работы было исследование подобных взаимовлияний верхних и нижних конечностей при выполнении аналогичных двигательных задач у перенесших инсульт пациентов. У 16 постинсультных пациентов с различной степенью гемипареза в положении лежа производились активные и пассивные движения рук совместно с шагательными движениями ног и без них. Показано, что у больных общая картина распределения мышечной активности при выполнении произвольных циклических движений обеими руками была нарушена. Пассивные движения паретичной и непаретичной рук приводили к различной степени активации их мышц в зависимости от степени пареза. При нагрузке непаретичной руки активность в мышцах паретичной руки также отличалась у пациентов с различной степенью пареза. При подключении к циклическим движениям рук шагательных движений ног в диагональной синергии активность в проксимальных мышцах обеих рук уменьшалась, вне зависимости от степени пареза, как и у здоровых испытуемых. Cопутствующие шагательным движениям ног движения рук не изменяли активность мышц непаретичной ноги у пациентов обеих групп, а в паретичной ноге активность в некоторых мышцах даже снижалась. Полученные результаты выявили важные особенности постинсультных двигательных нарушений, приводящих к изменениям межконечностных взаимодействий и в значительной степени зависящих от степени пареза.

Ставровская Елена Дмитриевна
Ставровская Е.Д., Миронов А.А., Фаворов А.В.
Вычисление корреляции между двумя разметками последовательности ДНК с помощью быстрого преобразования Фурье Открыть работу
Аннотация: Благодаря современным высокопроизводительным методам секвенирования на сегодняшний день существует большое количество данных о ДНК-белок и других взаимодействиях с ДНК. Эти данные часто представленны в виде функции покрытия ДНК от позиции в геноме. Корреляция между данными по всей хромосоме или геному, полученными из разных источников, то есть относящимися к разным взаимодействиям с ДНК, говорит о функциональной ваимосвязи между рассматриваемыми характеристиками (например, между уровенем транкрипции и модифкацией гистонов). Задача вычисления корреляции была успешно решена для интервальных разметок, то есть разметок с функцией покрытия, принимающей значения 0 либо 1 (http://genometricorr.sourceforge.net/), а также для разметок общего вида (Ramsey et.al. 2010, Bickel et.al. 2010, Bickel et.al. 2009) В данной работе мы представляем метод вычисления крреляций между двумя биологическими характеристиками с оценкой стистической значимости полученной корреляции. Метод основан на быстром преобразовании Фурье. Ортогоналные свойства гармоник Фурье позволяют не только вычислять корреляцию, но и быстро осуществлять случайные генерации для вычисления p-value

Червонцева З.С., Ставровская Е.Д., Миронов А.А.
Предсказ