Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Аннотация: Многие эпигеномные свойства генома определяют частоту возникновения мутаций в различных участках генома, что приводит к возникновению различных типов рака. В частности, важную роль играет организация хроматина. Известно, что организация хроматина ткани, в которой возник рак, определяет мутационный ландшавт данного рака. В тоже время, существуют различные мутационные процессы, которые формируют раковый геном. Многие из них ассоциированы с определенным типом рака. Каждый мутационный процесс имеет свой механизм порождения мутаций, который определяет характерный для него контекст и тип мутации (мутационную подпись) в геноме. В данной работе показано, что скорость возникновения мутаций в геноме рака определяется не только эпигеномным ландшавтом, но и набором мутационных процессов, причем последние играют в опделении большую роль.

Аннотация: В данной работе мы распространяем результат п. 3 статьи Гасников А.В. и др., 2016 на смешанные модели равновесного распределния потоков в транспортной сети. Часть ребер в такой сети имеют затраты на прохождение ребра как в модели Бекмана, другая часть как в модели стабильной динамики, что требует разработки новых методов оптимизации для поиска равновесного распределения потоков в такой сети.

Abstract: AR9 bacteriophage possesses uracil containing double-stranded DNA genome and belongs to a family of PhiKZ-related phages. Phages of this group uniquely harbor in their genomes genes encoding distant homologs of the largest subunits of cellular RNA polymerases (RNAPs). Products of these genes were suggested form two non-canonical multisubunit RNAPs of the phage – virion RNAP that is injected into a bacterium along with phage DNA to transcribe early phage genes and non-virion RNAP (nvRNAP), which is composed of early gene products and transcribes late phage genes including virion RNAP genes. Since no genes encoding homologs of any other compulsory components of cellular RNAPs were identified in viral genomes, RNAPs of PhikZ-related phages are constitute an attractive model for comparative analysis of transcription mechanism and RNAP evolution.

Abstract: Spatial interactions of replication origins were studied in mammalian cells with 4C and Hi-C methods. We observed that origin fragments preferably contacted with regions early replication timing and gene-rich regions. For the first time, we showed that, on top of these preferences, replication origins tend to spatially cluster together. Neither gene promoters nor replication timing themselves could explain the observed effect. The findings support the idea of replication factories formation.

Аннотация: Недавно возникшая технология LoRa быстро приобретает репутацию перспективного решения для построения LPWAN-сетей. Данная технология использует протокол канального уровня LoRaWAN. Этот протокол ориентирован на передачу данных в беспроводных сенсорных сетях, с акцентом на низкое энергопотребление и на простоту конечных устройств. В данной работе исследуется метод доступа к каналу, описанный в стандарте LoRaWAN, указываются неточности в его описании и при помощи имитационного моделирования исследуется его производительность. Результаты моделирования показывают, что использование параметров, принятых в стандарте по умолчанию, приводит к тому, что сеть не способна обслужить даже несколько десятков активных устройств, подключенных к одному шлюзу. В работе также предлагаются возможные пути для улучшения производительности метода доступа к каналу.

Аннотация: В сетях Wi-Fi нового поколения можно заметить очевидную тенденцию к росту и увеличению уровня гетерогенности. В них осуществляется одновременная поддержка устройств различного типа, например, устройств Интернета вещей и обычных мобильных телефонов и ноутбуков. Стандарт определяет набор механизмов, позволяющих эффективно организовать процесс передачи разнородных потоков данных, имеющих различные требования к скорости передачи и к задержке. Однако все эти механизмы неприменимы на момент подключения устройств к сети, ведь устройств в сетях Интернета вещей может быть очень много. Использование же стандартных для сетей Wi-Fi механизмов передачи данных при подключении к сети приводит к неэффективному использованию канальных ресурсов и повышению энергопотребления, критичному для мобильных устройств и устройств Интернета вещей. Для решения данной проблемы в дополнении к стандарту Wi-Fi IEEE 802.11ah описан протокол централизованного управления процессом присоединения устройств. Мы исследовали данный протокол и разработали алгоритмы, позволяющие адаптивно выбирать параметры протокола для уменьшения времени присоединения станций к сети.

Аннотация: Недавно возникшая технология LoRa быстро приобретает репутацию перспективного решения для построения LPWAN-сетей. Данная технология использует протокол канального уровня LoRaWAN. Этот протокол ориентирован на передачу данных в беспроводных сенсорных сетях, с акцентом на низкое энергопотребление и на простоту конечных устройств. В данной работе исследуется метод доступа к каналу, описанный в стандарте LoRaWAN, указываются неточности в его описании и при помощи имитационного моделирования исследуется его производительность. Результаты моделирования показывают, что использование параметров, принятых в стандарте по умолчанию, приводит к тому, что сеть не способна обслужить даже несколько десятков активных устройств, подключенных к одному шлюзу. В работе также предлагаются возможные пути для улучшения производительности метода доступа к каналу.

Abstract: We compared the rate of parallel synonymous and nonsynonymous molecular evolution in different systematic groups. Orthologous groups alignments of closely related gammaridae species were used for this issue, and vertebrates exon alignments were added as a reference dataset. Where the same nucleotide substitutions had occurred in more than one lineage, nonsynonymous substitutions were found to be more frequent than synonymous ones. The excess of nonsynonymous parallel substitutions indicates prevalent positive selection at sites of parallel evolution in closely related species, and underscores the high role of positive selection in early sympatric divergence.

Аннотация: Адаптивный ландшафт меняется в процессе эволюции под действием двух факторов: изменений условий среды и изменений в геноме, которые влияют на ландшафт через эпистатические взаимодействия. Исследовать динамику этих изменений можно с точки зрения однопозиционных адаптивных ландшафтов. Изучая изменение скорости реверсий и боковых замен в отдельных сайтах на геномных данных позвоночных, насекомых и грибов, мы показали, что приспособленность текущего аллеля растёт с момента его фиксации. При помощи симуляций эволюции на динамическом адаптивном ландшафте мы продемонстрировали, что подобное изменение приспособленности аллеля обсуловлено не флуктуациями условий среды, а изменениями в геноме и эпистатическими взаимодействиями сайтов.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Abstract: Amino acid propensities in a protein site can be different in two distant branches of the phylogeny. A same amino acid might have similar fitness effect if it occurs in closely related species due to similar molecular context and environment conditions. But even if an amino acid is slightly deleterious in one species, it can mean that it has a fitness peak in closely related species and is forbidden on more distant phylogenetic branches. As differences of site-specific substitutions patterns across a phylogeny can reflect differences in amino acid propensities, we can try to guess a fitness effect of a particular mutation in one species relying on patterns of occurrence of an amino acid of interest on a phylogeny. We developed an approach of ranging all amino acids that occur in a site by how "distant" they are from a species we are interested in and our current goal is to check whether more "distant" amino acids are also more deleterious for a species. We show that for given species more "distant" amino acids have more differences in physic-chemical properties and thus can be more deleterious if occur in it. Further we are planning to check our predictions experimentally using yeast system.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: Базидиомицет Schizophullum commune - уникальный модельный организм, который характеризуется наивысшей генетической изменчивостью среди изученных организмов, которая может достигать 20% в популяции. Помимо этого, S. commune обладает сравнительно высокой скоростью мутагенеза - порядка 2•10-8 замен на нуклеотид на поколение. Мы разработали методику изучения параметров накопления de novo мутаций в геноме S. commune в процессе линейного роста мицелия, их влияния на приспособленность гриба, а также изучения спектра коэффициентов отбора против de novo мутаций.

Abstract: Genetic mutations drive evolution and shape variation among and between species. Some of mutations are advantageous, some are neutral, and others are disruptive. Nonsense mutations are the type of disruptive mutations, which results in a premature stop codon. This fact pseudogenizes the gene and effectively disables negative selection at a gene, making subsequent accumulation of nonsynonymous mutations at other positions of the same gene neutral. Our hypothesis is that post-nonsense nonsynonymous mutations will accumulate at the same rate as synonymous mutations and natural selection will not acts or acts weaker against this type of alleles. We verify this hypothesis using genomes of 196 inbred lines of Drosophila melanogaster. There are 1659 genes with 2525 nonsense mutations. Genes with nonsense mutations have selection coefficient 0.23, while genes without this mutation have coefficient 0.13. We decided to divide each gene containing nonsense mutation into two parts: sequences for flies with this mutation and without it, and selection coefficient is 0.39 and 0.22 respectively. It means that negative selection against nonsense alleles is weaker. There are many ways to prove this result and we will try to do it. Also the number of nonsynonymous mutations nested within nonsense alleles may be used to estimate the age distribution of such mutations, and therefore, the period of time for which they segregate in the population.

Аннотация: В настоящей статье ставится задача нахождения эллипсоида минимального объема, содержащего наибольшее количество точек из заданного множества и лежащего в выпуклом многограннике. Приводится двухэтапный метод решения задачи. На первом этапе строится эллипсоид по точкам, а на втором этапе он изменяется так, чтобы принадлежал многограннику ограничений. В статье проведено сравнение различных подходов к решению задачи каждого этапа.

Аннотация: Различные протоколы, используемые в беспроводных сетях, генерируют большой объем служебного трафика. Существуют различные подходы, позволяющие уменьшить этот объем. Так, для протоколов маршрутизации популярным является инкрементальный подход, который заключается в следующем. Станция периодически с достаточно большим периодом рассылает полные сообщения, содержащие всю служебную информацию, а в интервалах времени между полными сообщениями станция рассылает короткие инкрементальные обновления, содержащие все изменения в информации по сравнению с последним полным сообщением. В стандарте IEEE 802.11s для нового протокола детерминированного доступа к каналу предлагается групповой подход, основанный на том, что информация о резервированиях разбивается на группы и станция рассылает информацию только о тех группах, в которых произошли изменения. В данной работе исследован инкрементальный подход применительно к рассылке информации о резервированиях и построена аналитическая модель, позволяющая найти его оптимальные параметры. Также в работе проведено сравнение двух подходов и показано, что групповой подход позволяет рассылать существенно меньший объем служебных данных по сравнению с инкрементальным подходом.

Аннотация: В работе было произведено исследование алгоритмов обработки хромато-масс-спектрограмм для решения задач классификации. Был изучен вопрос возможности разделения отдельных липидов и способы решения задачи выравнивания хромато-масс-спектрограмм инструментами машинного обучения. Был создан алгоритм генерации признаков на основе частично обработанных данных. Для оценки качества работы алгоритма, были построены классификаторы на базе спектров 485 образцов липидного состава тканей головного мозга, позволяющие диагностировать такие заболевания, как аутизм и шизофрения. Результаты созданных классификаторов сравнивались с лучшими классификаторами, построенных на признаках, созданных существующими алгоритмами генерации признаков. Так же был исследован вопрос возможности классификации пола и расы человека по той же выборке спектров

Аннотация: В данной работе решается задача классификации людей с расстройством аутистического спектра и нормальным развитием на основе сетевых структур головного мозга (коннектомов). Мы сравниваем различные подходы к построению алгоритмов машинного обучения в условиях, когда каждый объект представлен не одним коннектомом, а набором таких сетей, возникающим при применении к исходным данным различных способов взвешивания и нормировки. Мы рассматриваем алгоритмы двухуровневой классификации: стекинга и блендинга моделей, обученных на коннектомах с отдельными видами взвешивания и нормировки. На объединении различных вариантов коннектомов мы также строим discriminative fusion классификатор - логистическую регрессию на взвешенной комбинации данных. Наилучшее качество классификации (ROC AUC порядка 0.8) было получено для блендинга - взвешенной комбинации моделей логистических регрессий; построенная двухуровневая модель превосходит по качеству классификации индивидуальные модели первого уровня.

Аннотация: Современные методы сбора информации позволяют получать достаточно широкий круг фенотипических данных человека в норме и при различных заболеваниях. В настоящей работе применены методы машинного обучения для анализа взаимоотношений фенотипа и тяжести генетической мутации на примере болезни Гентингтона - модельного нейродегенеративного заболевания. Итоговая модель относительно точно предсказывает число CAG-повторов в гене гентингтина (HTT). Более того, среди более чем 240 признаков удалось выделить два наиболее важных, которые дают качество предсказания, близкое к качеству предсказания модели, построенной на всех признаках.

Abstract: Mass spectrometry is a relatively new field of study, so, for now, its data processing pipelines look fragmented and challenging. This paper covers the last two steps of such pipelines: generation of features by peak alignment and classification of spectra. A crucial machine learning issue is that, typically, the length of a feature vector significantly exceeds the number of spectra in a sample. We propose some basic ideas for dimensionality reduction based on peaks aggregation and evaluate its efficiency by intensive computational experiments.

Аннотация: Базидиомицет Schizophullum commune - уникальный модельный организм, который характеризуется наивысшей генетической изменчивостью среди изученных организмов, которая может достигать 20% в популяции. Помимо этого, S. commune обладает сравнительно высокой скоростью мутагенеза - порядка 2•10-8 замен на нуклеотид на поколение. Мы разработали методику изучения параметров накопления de novo мутаций в геноме S. commune в процессе линейного роста мицелия, их влияния на приспособленность гриба, а также изучения спектра коэффициентов отбора против de novo мутаций.

Аннотация: В настоящей работе на 13 здоровых испытуемых исследовали влияние движений верхних конечностей при выполнении различных двигательных задач на величину Н-рефлекса камбаловидной мышцы при стационарных ногах в условиях разгрузки. Регистрировали Н-рефлексы при произвольных ритмических противофазных движениях рук, произвольных ритмических движениях рук совместно с движениями в лучезапястных суставах, движениях только кистей, движениях только одной руки с нагрузкой ~6Н и без неё. Движения одной или обеих рук не оказывали влияния на Н-рефлекс камбаловидной мышцы по сравнению с неподвижными руками. Как подключение движений в лучезапястных суставах к движениям рук, так и выполнение движений только в этих суставах приводили к облегчению Н-ответов. Нагружение руки значимо понижало амплитуды Н-ответов по сравнению с ответами при движении ненагруженной руки и по сравнению с неподвижными руками. Полученные результаты служат доказательством существования связей между дистальными отделами верхних и нижних конечностей на нейронном уровне, а также подтверждают значительную роль ритмических движений рук совместно с движениями кистей в модуляции рефлекторной возбудимости ног.

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Abstract: AR9 bacteriophage possesses uracil containing double-stranded DNA genome and belongs to a family of PhiKZ-related phages. Phages of this group uniquely harbor in their genomes genes encoding distant homologs of the largest subunits of cellular RNA polymerases (RNAPs). Products of these genes were suggested form two non-canonical multisubunit RNAPs of the phage – virion RNAP that is injected into a bacterium along with phage DNA to transcribe early phage genes and non-virion RNAP (nvRNAP), which is composed of early gene products and transcribes late phage genes including virion RNAP genes. Since no genes encoding homologs of any other compulsory components of cellular RNAPs were identified in viral genomes, RNAPs of PhikZ-related phages are constitute an attractive model for comparative analysis of transcription mechanism and RNAP evolution.

Аннотация: Современные методы сбора информации позволяют получать достаточно широкий круг фенотипических данных человека в норме и при различных заболеваниях. В настоящей работе применены методы машинного обучения для анализа взаимоотношений фенотипа и тяжести генетической мутации на примере болезни Гентингтона - модельного нейродегенеративного заболевания. Итоговая модель относительно точно предсказывает число CAG-повторов в гене гентингтина (HTT). Более того, среди более чем 240 признаков удалось выделить два наиболее важных, которые дают качество предсказания, близкое к качеству предсказания модели, построенной на всех признаках.

Abstract: The continuous performance race brought wireless industry to a ubiquitous adoption of heterogeneous architecture with small cells. Extreme densification offers the largest gain in network capacity but challenges important metrics related to quality of service (QoS) for users with mixed traffic types. To work out this problem traditional radio resource management schemes need to be refocused from boosting total network capacity to addressing the requirements of quality-sensitive applications. In this paper, we propose a novel way to adopt Q-learning for planning resource usage. It is based on a smart power profile construction framework and tailored for scenarios with multiple traffic types. To handle the emerging convergence challenge we present a way to enhance the introduced algorithm with a smart model fitting stage. Taking advantage of these concepts, we have managed to both use flexibility and meet the stringent requirements of machine learning algorithms. System level simulations show it achieves a considerable performance improvement for heterogeneous deployment, without compromising the quality of service of the overall network. The performance metrics are tested in realistic LTE-Advanced scenarios proving efficiency and practicality of the proposed method.

Аннотация: В работе рассмотрены различные методы декодирования кодов с проверкой на четность над полем GF(q), так как декодирование данных кодов - это наиболее сложная часть декодера МПП-кодов. Представлены результаты моделирования алгоритмов при передаче кодового слова по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.

Аннотация: Длинные некодирующие РНК — важные участники широкого спектра биологических процессов — связаны с развитием различных заболеваний, в том числе раковых. Выявление дифференциально экспрессирующихся длинных некодирующих РНК в данных РНК-секвенирования раковых и здоровых тканей, осуществлённое в рамках данной работы, является фундаментальной задачей, так как позволяет приблизиться к пониманию механизмов раковой трансформации и прогрессии, а также имеет прикладное значение как неотъемлемый этап для определения маркёров раковых заболеваний и мишеней противораковых препаратов.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Аннотация: Ряд практических задач в инженерии, финансах и медицине можно сформулировать в виде проблемы детектирования аномалий. Классическим методом решения подобной задачи является описание нормального состояния, которое может быть сделано с помощью одноклассовой классификации. В данной статье представлен новый алгоритм одноклассовой классификации. Его отличие от остальных алгоритмов -- использование привилегированной информации. Предложена формальная постановка задачи с учетом привилегированной информации на этапе обучения. Сформулирована соответствующая оптимизационная задача, а так же представлен способ сведения ее к двойственной задаче, которая может быть эффективно решена. Результаты численных экспериментов для реальных и искусственных данных показали высокую эффективность предложенного подхода.

Аннотация: Рекуррентные нейронные сети (RNN) обширно примененяются в области предсказания временных рядов. В данной статье мы используем LSTM-RNN для автоматизированного создания бинарного детектора проездов автомобильных средств по многомерному, зависящему от времени вектору сигналов датчиков с пункта пропуска автомобилей. Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что человеческий труд по созданию детерминированного классификатора, состоящего из набора правил можно успешно заменить на обученную по размеченным данным RNN.

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Abstract: We compared the rate of parallel synonymous and nonsynonymous molecular evolution in different systematic groups. Orthologous groups alignments of closely related gammaridae species were used for this issue, and vertebrates exon alignments were added as a reference dataset. Where the same nucleotide substitutions had occurred in more than one lineage, nonsynonymous substitutions were found to be more frequent than synonymous ones. The excess of nonsynonymous parallel substitutions indicates prevalent positive selection at sites of parallel evolution in closely related species, and underscores the high role of positive selection in early sympatric divergence.

Аннотация: Мы формулируем задачу поиска пути в лабиринте в новой постановке, как задачу бинарной классификации, и ставим вопрос об алгоритмической сложности ее решения с помощью клеточного автомата. Мы предъявляем автомат, требующий линейно зависящего от линейных размеров лабиринта количества шагов, и доказываем его оптимальность.

Abstract: The continuous performance race brought wireless industry to a ubiquitous adoption of heterogeneous architecture with small cells. Extreme densification offers the largest gain in network capacity but challenges important metrics related to quality of service (QoS) for users with mixed traffic types. To work out this problem traditional radio resource management schemes need to be refocused from boosting total network capacity to addressing the requirements of quality-sensitive applications. In this paper, we propose a novel way to adopt Q-learning for planning resource usage. It is based on a smart power profile construction framework and tailored for scenarios with multiple traffic types. To handle the emerging convergence challenge we present a way to enhance the introduced algorithm with a smart model fitting stage. Taking advantage of these concepts, we have managed to both use flexibility and meet the stringent requirements of machine learning algorithms. System level simulations show it achieves a considerable performance improvement for heterogeneous deployment, without compromising the quality of service of the overall network. The performance metrics are tested in realistic LTE-Advanced scenarios proving efficiency and practicality of the proposed method.

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Аннотация: В настоящей статье ставится задача нахождения эллипсоида минимального объема, содержащего наибольшее количество точек из заданного множества и лежащего в выпуклом многограннике. Приводится двухэтапный метод решения задачи. На первом этапе строится эллипсоид по точкам, а на втором этапе он изменяется так, чтобы принадлежал многограннику ограничений. В статье проведено сравнение различных подходов к решению задачи каждого этапа.

Abstract: We consider a class of optimization problems with a strongly convex objective function. The feasible in this class is given as an intersection of a simple convex set with a set given by a number of linear equality and inequality constraints. This class of problems often arises in applications covering the problems of entropy-linear programming, ridge regression, elastic net, regularized optimal transport, etc. We propose a method which can solve such problems with a given accuracy in terms of both the primal objective and the linear constraints infeasibility. Unlike existing methods it can deal with the case when no bound for the norm of any dual solution is available. We estimate the complexity of our method in terms of the number of iterations which is required to achieve the desired accuracy of the approximate solution.

Abstract: Precisely coordinated synthesis of ribosomal proteins is crucial for ribosome assembly. More than half of the ribosomal proteins in Escherichia coli are known to be controlled by distinct RNA regulatory elements situated in their own mRNA. In some cases such regulatory elements mimic the ribosomal RNA site where the regulated proteins may bind, hence providing a negative feedback from levels of ribosomal proteins. This mimicry mechanism may be effected by structurally different elements bound by orthologous proteins in distinct species. Because of that, existence of the structure potential, and not its exact form, is conserved. Hence, minimal free energy (MFE) based search tools may be more relevant than methods relying on the evolutionary conservation of RNA secondary structures. Here, we use a novel MFEbased comparative genomic approach to detect such nonhomologous RNA regulatory elements and identify new ribosomal protein binding to such structures.

Аннотация: Адаптивный ландшафт меняется в процессе эволюции под действием двух факторов: изменений условий среды и изменений в геноме, которые влияют на ландшафт через эпистатические взаимодействия. Исследовать динамику этих изменений можно с точки зрения однопозиционных адаптивных ландшафтов. Изучая изменение скорости реверсий и боковых замен в отдельных сайтах на геномных данных позвоночных, насекомых и грибов, мы показали, что приспособленность текущего аллеля растёт с момента его фиксации. При помощи симуляций эволюции на динамическом адаптивном ландшафте мы продемонстрировали, что подобное изменение приспособленности аллеля обсуловлено не флуктуациями условий среды, а изменениями в геноме и эпистатическими взаимодействиями сайтов.

Аннотация: Сплайсинг - ключевой процесс созревания первичного транксрипта, в результате которого вырезаются интроны, а экзоны сшиваются, образуя мРНК. Границы экзонов и интронов маркированы специальными последовательностями - сайтами сплайсинга. Наличие сайтов сплайсинга является необходимым условием успешного прохождения сплайсинга. Рождение новых сайтов сплайсинга в процессе эволюции представляет большой интерес, потому что это изменяет экзон-интронную структуру генов и приводит к появлению новых транскриптов. Если рождение сайтов происходит в кодирующей области, то изменения касаются соответствующих белков. В данной работе систематически анализируются случаи рождения сайтов сплайсинга в линии Homo sapiens после расхождения с Macaca mulatta, а также соответствующие изменения экзон-интронной структуры генов.

Аннотация: В данной работе рассмотрена мобильность жителей мегаполиса и окрестностей на основе данных сотового оператора и предложена модель, описывающие распределение числа жителей в зависимости от расстояний, на которые они перемещаются в течении дня.

Abstract: The performance of the wireless receiver consisting of an automatic frequency control loop (AFC) over generalized-K fading (KG) channel in the presence of single co-channel interference (CCI) is considered. Novel, closed-form expressions for the average switching rate (ASR) and mean time to loss of lock (MTLL) of an AFC are derived. Obtained results are graphically presented and discussed to show generalization of some previous results, where composite fading environment is not included into consideration

Аннотация: В данной работе решается задача классификации людей с расстройством аутистического спектра и нормальным развитием на основе сетевых структур головного мозга (коннектомов). Мы сравниваем различные подходы к построению алгоритмов машинного обучения в условиях, когда каждый объект представлен не одним коннектомом, а набором таких сетей, возникающим при применении к исходным данным различных способов взвешивания и нормировки. Мы рассматриваем алгоритмы двухуровневой классификации: стекинга и блендинга моделей, обученных на коннектомах с отдельными видами взвешивания и нормировки. На объединении различных вариантов коннектомов мы также строим discriminative fusion классификатор - логистическую регрессию на взвешенной комбинации данных. Наилучшее качество классификации (ROC AUC порядка 0.8) было получено для блендинга - взвешенной комбинации моделей логистических регрессий; построенная двухуровневая модель превосходит по качеству классификации индивидуальные модели первого уровня.

Аннотация: Решается задача различения пациентов с расстройствами аутистического спектра и людей без патологии на основе графов структурных связей головного мозга (коннектомов). Для этого мы предлагаем использовать возможные различия в разбиениях графов на подграфы, характерные для коннектомов групп нормы и патологии. Мы используем четыре метода кластеризации, чтобы получить разбиения коннектомов на подграфы. Мы оцениваем попарные расстояния между полученными разбиениями и строим на их основе ядро для SVM классификатора. Полученные классификаторы мы объединяем в двухуровневую модель с использованием стэкинга. Качество классификации для двухуровневой модели достигает 0.73 в смысле площади под ROC-кривой (ROC AUC).

Abstract: In this work, graph spectra of the normalized graph Laplacians of brain networks (connectomes) are used for solving the task of classifying autism spectrum disorder against typical development. We find the most informative group of eigenvalues by introducing a window and sliding it through all possible positions. We next assume that these values are sampled from a Dirichlet distribution and build a linear model with a single feature that is based on estimation of a Dirichlet parameter. The proposed classifier outperforms the baseline in terms of both mean ROC AUC value (0.74) and stability of ROC AUC values to the variations in the data. Classifiers that implemented a similar approach but used geometric distances instead of statistical methods showed worse performance. This implies that the Dirichlet distribution might be a useful tool for the analysis of normalized Laplacian spectra when solving tasks of classifying brain networks.

Abstract: We consider a class of optimization problems with a strongly convex objective function. The feasible in this class is given as an intersection of a simple convex set with a set given by a number of linear equality and inequality constraints. This class of problems often arises in applications covering the problems of entropy-linear programming, ridge regression, elastic net, regularized optimal transport, etc. We propose a method which can solve such problems with a given accuracy in terms of both the primal objective and the linear constraints infeasibility. Unlike existing methods it can deal with the case when no bound for the norm of any dual solution is available. We estimate the complexity of our method in terms of the number of iterations which is required to achieve the desired accuracy of the approximate solution.

Аннотация: В данной работе мы распространяем результат п. 3 статьи Гасников А.В. и др., 2016 на смешанные модели равновесного распределния потоков в транспортной сети. Часть ребер в такой сети имеют затраты на прохождение ребра как в модели Бекмана, другая часть как в модели стабильной динамики, что требует разработки новых методов оптимизации для поиска равновесного распределения потоков в такой сети.

Abstract: In this paper, we consider a probabilistic setting where the probability measures are considered to be random objects. The main focus lies on Gaussian probability measures with commuting covariance matrices for which we prove the explicit form of the population barycenter and the consistency of the sample estimate. In addition, we proof the validity of a bootstrap procedure that allows to compute confidence sets for the population barycenter of this distribution.

Abstract: Robustness of statistical models for Differential Gene Expression of RNA-seq Alexey Stupnikov, Frank Emmert-Streib, Darragh McArt RNA -seq is an NGS-based technology, that allows to perform various types of transcriptome analysis. During recent years RNA-seq was also widely used for Differential Gene Expression (DGE) analysis. Other applications of RNA-seq include SNP calling and Gene Fusion analysis. Robustness, i.e. the difference of analysis' outcome caused by data shifts or perturbations is one of the key characteristics of any computational method. By specifying the data alterations type, different types of robustness' can be defined. We compare the performance of several popular types of analysis on RNA-seq data, and explore their robustness to simulated altering of RNA-seq experiment parameters.

Аннотация: В статье приводится сравнение алгоритмов, которые используют разные методы для восстановления матриц с пропущенными значениями. Рассматриваются два критерия: время и относительная квадратичная ошибка. Сравнение проводится как на модельных, так и на больших реальных данных. В первом случае у некоторых алгоритмов получается полностью восстановить искомую матрицу. Во втором случае используется гипотеза малого ранга для разреженных матриц большого размера. Она позволяет применять методы восстановления матриц для реальных задач. В статье приведены графики, построенные по экспериментальным данным работы алгоритмов, а также краткое описание методов.

Abstract: Антибиотики, используемые сейчас, и те, которые только будут разработаны, оказывают селективное давление на бактерии, что способствует появлению устойчивых штаммов и, в конечном счете, делает антибиотики неэффективными. В настоящее время большие усилия направлены на поиск полностью новой парадигмы антимикробной терапии для дополнения традиционной с использованием антибактериальных малых молекул. Одним из потенциально успешных подходов с минимальным селективным давлением может стать стратегия секвестрирования железа. Практически все микробные патогены требуют для своего роста присутствия железа в среде. Ранее было показано, что человеческий рекомбинантный апо-трансферрин (чрТРФ) ингибирует рост Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii и Candida albicans и имеет синергический эффект с рифампицином. Целью работы было определить имеется ли in vitro синергизм между чрТРФ и стандартными антибиотиками, используемыми для лечения чувствительных и резистентных штаммов A. baumannii. А также показать кинетику комбинированной терапии in vitro и установить, может ли она снизить частоту появления устойчивых штаммов A. baumannii.

Аннотация: Многие эпигеномные свойства генома определяют частоту возникновения мутаций в различных участках генома, что приводит к возникновению различных типов рака. В частности, важную роль играет организация хроматина. Известно, что организация хроматина ткани, в которой возник рак, определяет мутационный ландшавт данного рака. В тоже время, существуют различные мутационные процессы, которые формируют раковый геном. Многие из них ассоциированы с определенным типом рака. Каждый мутационный процесс имеет свой механизм порождения мутаций, который определяет характерный для него контекст и тип мутации (мутационную подпись) в геноме. В данной работе показано, что скорость возникновения мутаций в геноме рака определяется не только эпигеномным ландшавтом, но и набором мутационных процессов, причем последние играют в опделении большую роль.

Аннотация: Вопрос построения дескрипторов ключевых (особых) точек, производящих точное описание признаков, инвариантное к широкому ряду искажений, и обеспечивающих высокую скорость работы является одним из ключевых в задачах сопоставления изображений. Данная работа посвящена подготовке обучающей выборки для создания нейросетевых проективно-инвариантных дескрипторов ключевых точек. Описаны алгоритмы раздутия обучающей выборки, обеспечивающие инвариантность дескриптора к проективным и яркостным преобразованиям изображения.

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Аннотация: В работе рассмотрены различные методы декодирования кодов с проверкой на четность над полем GF(q), так как декодирование данных кодов - это наиболее сложная часть декодера МПП-кодов. Представлены результаты моделирования алгоритмов при передаче кодового слова по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.

Аннотация: Предложен жадный алгоритм построения проверочных матриц недвоичных квазициклических кодов с малой плотностью проверок (НД КЦ МПП-коды). На вход алгоритма поступает двоичная базовая матрица и размер циркулянта. Алгоритм находит короткие циклы в базовой матрице и пытается их разрушить путем выбора циркулянтов и элементов поля GF(q). В первую очередь алгоритм старается разрушить циклы с наименьшим числом ребер, выходящих наружу цикла. Эффективность алгоритма продемонстрирована с помощью имитационного моделирования. В частности показано, что полученные с помощью этого алгоритма НД КЦ МПП-коды проигрывают меньше 0.1 дБ лучшим недвоичным МПП-кодам.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: Подробное изучение пространственной структуры хроматина стало возможным благодаря развитию методов фиксации конформации хромосом. Одним из самых популярных и активно используемых является высокопроизводительный метод Hi-C, в основе которого лежит парноконцевое секвенирование. До сих пор существует неоднозначность интерпретации части результатов, например, пар ридов, картирующихся на один и тот же рестриктный фрагмент при выравнивании на геном. В некоторых работах рекомендуется удалять из рассмотрения такие пары и утверждается, что их источником являются технические ошибки эксперимента Hi-C. В других работах такие случаи специально анализируются, предполагается их происхождение при взаимодействии гомологичных хромосом. Целью данной работы является изучение пар ридов, картирующихся на один рестриктный фрагмент в одном направлении по результатам секвенирования Hi-C. Для них вводится термин "зеркальные риды". Выдвигаются и тестируются гипотезы происхождения зеркальных ридов: наличие дупликаций в геноме, недавно прошедшая вилка репликации, когезия сестринских хроматид, взаимодействие гомологичных хромосом. В качестве исходных данных использованы полученные ранее результаты секвенирования Hi-C и ресеквенирования четырех линий D.melanogaster, а также открытые данные Hi-C, ChIP-Seq и ChIP-chip различных белков хроматина для опубликованных ранее экспериментов. В работе создан пакет на Python для удобного извлечения, анализа и визуализации зеркальных ридов из данных секвенирования Hi-C, налажена система для формирования и сопоставления геномных разметок. Использован анализ корреляции разметок с помощью программы StereoGene. В результате протестированы различные гипотезы происхождения зеркальных ридов в результате эксперимента Hi-C, показаны их возможное биологическое значение. Найдены и проанализированы специфичные зеркальные риды с совпадающими позициями картирования.

Аннотация: В данной работе у здоровых испытуемых исследовали степень возбудимости нейронов моторной коры головного мозга методом транскраниальной магнитной стимуляции представительств мышц руки в моторной коре. Исследование проводилось в условиях разгрузки верхних конечностей при стационарных нижних конечностях. Проводили сравнение величин моторных вызванных потенциалов, регистрируемых в мышцах руки, в условиях без и с применением вибрации мышц плеча и предплечья. Показано, что вибрация мышц вывешенной руки в значительной степени потенциировала моторные ответы в вибрируемой мышце, оказывая при этом облегчающее влияние на возбудимость нейронов моторной коры представительств других мышц руки. При этом наиболее сильное потенцирующее влияние на моторные ответы в мышцах руки оказывала вибрация задней головки дельтовидной мышцы. Вибрация мышц предплечья, которые не участвуют в локомоторном акте, оказывала облегчающее влияние на моторные ответы мышцах плеча. Таким образом, показано, что активация проприоцепторов верхних конечностей вибрацией их мышц существенно влияет на возбудимость нейронов моторной коры, и это влияние зависит от вибрируемой мышцы.

Abstract: Holospora are Alphaproteobacteria from order Rickettsiales that inhabit either micro- or macronucleus of Paramecium spp. Each Holospora specie has its nuclear and host specificity. We have sequenced genome of Holospora curviuscula, macronuclear endosymbiont of Paramecium caudatum, and compared it with other known Holospora genomes. Among interesting features we found lack of central metabolism. And while Holospora, as all symbiotic bacteria, have rather compact genome, Holospora spp. have multiple repetitive DNA sequences, and possess some phage-related and antibiotic-resistance genes, that are normally not present in symbiotic organisms. As well we showed, that all Holospora have multiple orthologous groups of short ORFs with unknown functions.

Аннотация: В работе приводится вариант метода зеркального спуска для задач условной композитной оптимизации (с функциональными ограничениями вида неравенств) на ограниченных множествах простой структуры с оракулом, выдающим стохастические градиенты, но при этом доступны настоящие значения функций (в функциональных ограничениях). Устанавливаются оценки скорости сходимости предложенного метода (с вероятностями больших уклонений) для решения прямой и двойственной задачи. Отметим, что в эти оценки не входит неизвестный размер решения двойственной задачи.

Аннотация: В работе приводится вариант метода зеркального спуска для задач условной композитной оптимизации (с функциональными ограничениями вида неравенств) на ограниченных множествах простой структуры с оракулом, выдающим стохастические градиенты, но при этом доступны настоящие значения функций (в функциональных ограничениях). Устанавливаются оценки скорости сходимости предложенного метода (с вероятностями больших уклонений) для решения прямой и двойственной задачи. Отметим, что в эти оценки не входит неизвестный размер решения двойственной задачи.

Аннотация: В данной работе мы распространяем результат п. 3 статьи Гасников А.В. и др., 2016 на смешанные модели равновесного распределния потоков в транспортной сети. Часть ребер в такой сети имеют затраты на прохождение ребра как в модели Бекмана, другая часть как в модели стабильной динамики, что требует разработки новых методов оптимизации для поиска равновесного распределения потоков в такой сети.

Аннотация: Мы формулируем задачу поиска пути в лабиринте в новой постановке, как задачу бинарной классификации, и ставим вопрос об алгоритмической сложности ее решения с помощью клеточного автомата. Мы предъявляем автомат, требующий линейно зависящего от линейных размеров лабиринта количества шагов, и доказываем его оптимальность.

Аннотация: Подробное изучение пространственной структуры хроматина стало возможным благодаря развитию методов фиксации конформации хромосом. Одним из самых популярных и активно используемых является высокопроизводительный метод Hi-C, в основе которого лежит парноконцевое секвенирование. До сих пор существует неоднозначность интерпретации части результатов, например, пар ридов, картирующихся на один и тот же рестриктный фрагмент при выравнивании на геном. В некоторых работах рекомендуется удалять из рассмотрения такие пары и утверждается, что их источником являются технические ошибки эксперимента Hi-C. В других работах такие случаи специально анализируются, предполагается их происхождение при взаимодействии гомологичных хромосом. Целью данной работы является изучение пар ридов, картирующихся на один рестриктный фрагмент в одном направлении по результатам секвенирования Hi-C. Для них вводится термин "зеркальные риды". Выдвигаются и тестируются гипотезы происхождения зеркальных ридов: наличие дупликаций в геноме, недавно прошедшая вилка репликации, когезия сестринских хроматид, взаимодействие гомологичных хромосом. В качестве исходных данных использованы полученные ранее результаты секвенирования Hi-C и ресеквенирования четырех линий D.melanogaster, а также открытые данные Hi-C, ChIP-Seq и ChIP-chip различных белков хроматина для опубликованных ранее экспериментов. В работе создан пакет на Python для удобного извлечения, анализа и визуализации зеркальных ридов из данных секвенирования Hi-C, налажена система для формирования и сопоставления геномных разметок. Использован анализ корреляции разметок с помощью программы StereoGene. В результате протестированы различные гипотезы происхождения зеркальных ридов в результате эксперимента Hi-C, показаны их возможное биологическое значение. Найдены и проанализированы специфичные зеркальные риды с совпадающими позициями картирования.

Аннотация: Пангеномом называется совокупность ортологических групп генов из выборки, состоящей из геномов. Для пангенома можно определить универсальные, частые и редкие ортологические группы как группы, встречающиеся во всех геномах из выборки, в некоторой доле геномов из выборки и группы, встречающиеся в малой доле геномов. В данной работе мы исследовали зависимость количеств редких, частых и универсальных ортологических групп в пангеномах и редких, частых и универсальных генов в геномах, от размера генома. В результате оказалось, что пангеномы геномов среднего размера содержат значимо большую долю универсальных ортологических групп, в то время, как в пангеномах больших геномов большую долю занимают редкие ортологические группы, и, соответственно, в пангеномах малых геномов больше доля частых групп. Те же закономерности наблюдаются и при рассмотрении долей редких, частых и универсальных генов в геноме. Полученные результаты позволяют говорить о том, что на геномы среднего размера в большей степени действует вычищающий отбор, чем на малые и большие геномы.

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Аннотация: Хроматин состоит из ДНК и различных гистонов и не-гистоннных белков, которые влияют на регуляцию экспрессии. Считается, что участки ДНК, кодирующие активно транскрибируемые гены, менее плотно упакованы (эухроматин), чем области, кодирующие нетранскрибируемые гены (гетерохроматин).В этом исследовании изучается взаимосвязь между частотой контактов участков хромосом и уровнями экспрессии на геномах Drosophila melanogaster и Homo sapiens. Цель данной работы — проверить гипотезу о том, что участки генома, демонстрирующие аномально высокую суммарную частоту контактов с остальным геномом, находятся преимущественно в неактивном состоянии и содержат эпигенетические маркеры, свидетельствующие о низком уровне экспрессии генов.

Abstract: We studied protein-ligand recognition in the LacI family of transcription factors. We identified protein positions responsible for specific sugar recognition (specificity determining positions, SDP) using sequence data. We compared identified SDPs with 3D structure data and obtained further evidence of importance of these positions. Ligand-contacting positions list was compared with SDPs. The majority of positions consistently contacting with the ligand appeared to be SDPs. Eight available 3D structures of complexes of LacI-family proteins bound to different sugars were superimposed to identify SDP-ligand pairs that are incompatible. We specifically studied the best specificity determining position 115. Structural analysis revealed the Gly115 > Asp115 substitution to interfere with disaccharide binding. Thus bulky Asp115 favors small monosaccharides in the binding center, while Gly115 allows binding of dissacharides.

Аннотация: В данной работе, на примере данных города Москвы о местоположении общественного наземного транспорта и о валидации билетов в общественном наземном транспорте, определяются остановки, на которых пассажиры осуществляют посадку в транспорт.

Abstract: Persistence is one of the mechanisms that allow a bacterial population to resist environmental change. Upon antibiotic treatment, sensitive cells population can be maintained due to a small portion of persister cells that temporarily reside in a resting state and thus can tolerate adverse conditions and subsequently act as founders of a new population. Bacteriostatic toxins from toxin-antitoxin systems are well-known inducers of persistence. One of such toxin is HipA, a kinase that phosphorylates and inactivates glutamyl-tRNA synthetase. Here we show that peptide-nucleotide antibiotic microcin C (McC), an inhibitor of aspartyl-tRNA synthetase, also acts as a potent inducer of persistence. We characterize host factors that mediate McC-induced persistence and show that in co-cultivation experiments McC-producing cells induce persistence in McC-sensitive non-producing cells. The latter finding suggests that McC, and by extension other toxic Trojan-horse inhibitors, may function not just as inhibitors of bacterial growth but also serve as "quorum-sensing" signals.

Аннотация: Вследствие высокого уровня мутагенеза длины сплайсосомальных интронов могут значительно варьироваться. Многочисленные длинные интроны характерны для многих интрон-богатых организмов (особенно позвоночные). Например, примерно 90% и 40% генов в геномах приматов содержат по крайней мере один интрон длиной более 1000 п.о. и 10000 п.о., соответственно. Другая такая важная характеристика интрона как его фаза, т.е. положение интрона относительно рамки считывания, довольно консервативна. Изменения фазы происходят в результате слайдинга - редкого эволюционного события, заключающегося в перемещении экзон-интронных границ на небольшие расстояния. С помощью выравниваний экзон-интронных структур мы изучили, какие начальные и приобретенные фазы в процессе слайдинга являются наиболее предпочтительными, рассмотрели распределение длин ортологичных интронов и влияние мобильных элементов на длину интрона, а также проанализировали зависимость между фазой и длиной интрона в разных эукариотических организмах.

Аннотация: В данной работе мы распространяем результат п. 3 статьи Гасников А.В. и др., 2016 на смешанные модели равновесного распределния потоков в транспортной сети. Часть ребер в такой сети имеют затраты на прохождение ребра как в модели Бекмана, другая часть как в модели стабильной динамики, что требует разработки новых методов оптимизации для поиска равновесного распределения потоков в такой сети.

Abstract: Matrix completion is a problem of filling in missing en- tries of a partially observed matrix. Such problems arise in fields like recommendation systems and click-through rate prediction. There are several commonly used approaches to this problem, such as classical low-rank approximation (including Alternating Minimization) or probabilistic matrix factorization (PMF). All classical approaches approximate the entries of the matrix by a fixed representation function and focus only on learning latent (hidden) variables. In this article, we replace this fixed function with the parametrized one. That will allow us to tune both parametrization of the function and latent variables from data. For algorithm validation MovieLens dataset is used.

Abstract: This paper presents a method of reconstruction a primary structure of a protein that folds into a given geometrical shape. This method predicts the primary structure of a protein and restores its linear sequence of amino acids in the polypeptide chain using the tertiary structure of a molecule. Unknown amino acids are determined according to the principle of energy minimization. This study represents inverse folding problem as a quadratic optimization problem and uses different relaxation techniques to reduce it to the problem of convex optimizations. Computational experiment compares the quality of these approaches on real protein structures.

Abstract: The paper investigates the problem of fitting protein complexes into electron density maps. They are represented by high-resolution cryoEM density maps converted into overlapping matrices and partly show a structure of a complex. The general purpose is to define positions of all proteins inside it. This problem is known to be NP-hard, since it lays in the field of combinatorial optimization over a set of discrete states of the complex. We introduce quadratic programming approaches to the problem. To find an approximate solution, we convert a density map into an overlapping matrix, which is generally indefinite. Since the matrix is indefinite, the optimization problem for the corresponding quadratic form is non-convex. To treat non-convexity of the optimization problem, we use different convex relaxations to find which set of proteins minimizes the quadratic form best.

Аннотация: Сплайсинг - ключевой процесс созревания первичного транксрипта, в результате которого вырезаются интроны, а экзоны сшиваются, образуя мРНК. Границы экзонов и интронов маркированы специальными последовательностями - сайтами сплайсинга. Наличие сайтов сплайсинга является необходимым условием успешного прохождения сплайсинга. Рождение новых сайтов сплайсинга в процессе эволюции представляет большой интерес, потому что это изменяет экзон-интронную структуру генов и приводит к появлению новых транскриптов. Если рождение сайтов происходит в кодирующей области, то изменения касаются соответствующих белков. В данной работе систематически анализируются случаи рождения сайтов сплайсинга в линии Homo sapiens после расхождения с Macaca mulatta, а также соответствующие изменения экзон-интронной структуры генов.

Аннотация: В данной статье идет речь о правилах установления антецедентов для двух классов анафорических выражений: возвратных местоимений и местоимений 3 лица.

Abstract: The paper is focused on the basic principles of tagging microsyntactic units (syntactic idioms) in the syntactically annotated SynTagRus corpus of Russian. Labeling is performed manually and automatically and relies on two strategies: 1) labeling of all microsyntactic units in a coherent text; 2) labeling of all senses of specific units selected previously. The second strategy is illustrated in more detail by examples of two polysemous microsyntactic units: всё равно 'all the same' and как будто 'as if').

Аннотация: В данной работе доказывается экспоненциальное неравенство концентрации для нормы изотропного логарифмически вогнутого случайного вектора. Полученный результат применяется для построения точного доверительного интервала в линейной регрессионной модели с логарифмически вогнутым шумом.

Abstract: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins is an adaptive defense system in prokaryote. Because of its ability to make targeted and precise changes in the genome, CRISPR/Cas genome editing system became a perspective tool in a wide spectrum of molecular biology tasks. However, many aspects of its mechanism remain unclear.

Аннотация: Многие графовые метрики основаны на предположении, что веса графа представляют расстояния между вершинами, которые мы можем складывать. Если считать эти метрики для стохастических матриц случайного блуждания на графе, то физический смысл вероятностей перехода между вершинами теряется (поскольку вероятности переходов перемножаются, а не складываются). Мы предлагаем решать эту проблему использованием отрицательных логарифмов весов ребер. Используя этот прием, мы генерируем признаки на основе метрик, использующих расстояние, для задачи классификации нормы и людей расстройства аутистического спектра методами машинного обучения и получаем результат на уровне ранее опубликованных работ по этой теме.

Аннотация: Вопрос построения дескрипторов ключевых (особых) точек, производящих точное описание признаков, инвариантное к широкому ряду искажений, и обеспечивающих высокую скорость работы является одним из ключевых в задачах сопоставления изображений. Данная работа посвящена подготовке обучающей выборки для создания нейросетевых проективно-инвариантных дескрипторов ключевых точек. Описаны алгоритмы раздутия обучающей выборки, обеспечивающие инвариантность дескриптора к проективным и яркостным преобразованиям изображения.

Аннотация: В современных Wi-Fi сетях для обеспечения надежной многоадресной передачи могут быть использованы методы, определенные в дополнении IEEE 802.11aa к стандарту Wi-Fi. Дополнение IEEE 802.11aa предлагает вести многоадресную передачу в предварительно зарезервированных интервалах времени, что позволяет дополнительно уменьшить потери пакетов из-за коллизий и интерференции с соседними станциями сети. Однако дополнение лишь определяет доступный инструментарий, но ничего не говорит о том, как именно следует выбирать параметры используемых методов и резервируемых интервалов. В данной работе разработана математическая модель многоадресной передачи мультимедийного потока в периодических интервалах времени. Для любого из методов, определенных в дополнении IEEE 802.11aa модель позволяет определить такие параметры передачи, которые позволяют выполнить требования к качеству обслуживания потока при минимальном объеме зарезервированного канального времени.

Аннотация: В работе предложен новый ансамбль двоичных кодов с малой плотностью проверок на четность, основанный на кодах с повторением и матрицах перестановок. Для построенного ансамбля получены оценки на минимальное расстояние. Представлены результаты моделирования предложенных кодовых конструкций для итеративного алгоритма декодирования "распространения доверия" (Sum-Product) при передаче кодового слова с помощью двоичной фазовой манипуляции по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом.

Abstract: The performance of the wireless receiver consisting of an automatic frequency control loop (AFC) over generalized-K fading (KG) channel in the presence of single co-channel interference (CCI) is considered. Novel, closed-form expressions for the average switching rate (ASR) and mean time to loss of lock (MTLL) of an AFC are derived. Obtained results are graphically presented and discussed to show generalization of some previous results, where composite fading environment is not included into consideration

Аннотация: The discovery of antibiotics is one of the most important advances in the history of humankind. But bacteria have been fighting back, developing resistance to our most potent molecules. Thus, the search of new antibiotics should be among the prioritized areas of biomedical studies. Microcin C (McC), produced by some enterobacteria, and related compounds, are Trojan-horse inhibitors of protein synthesis targeting aspartyl-tRNA synthetases. McC is a small ribosomally synthetized peptide which undergoes post-translational adenylation at the C-terminus. The peptide part of McC facilitates transport of the whole molecule through the cell membrane. The transport module is subsequently removed, releasing a toxic warhead – non-hydrolyzable aspartyl-adenylate – inside the cell. Originally McC was found in E. coli but recent bioinformatic analysis has revealed that mcc-like operons are widespread among different bacterial families. Some of these operons contain genes of unknown function (indicated as X-genes). Presence of such genes presumes the existence of previously undescribed modification pathways. In our work we focused on the genes X0 and X1 presented in two mcc-like operons: from Bacillus amyloliquefaciens and Yersinia pseudotuberculosis. The results expand the repertoire of known enzymatic modifications of peptides that can be used to obtain new biological activities while avoiding or limiting bacterial resistance. Acknowledgements: RNF 16-14-10356.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Аннотация: В настоящей работе исследовали активность мышц рук у пациентов с болезнью Паркинсона (БП) при выполнении постуральных и постурально-кинетических задач, включающих изометрическое напряжение мышц либо обеих рук, либо одной руки в сочетании с циклическими движениями контралатеральной руки. Проводилась количественная оценка влияния двигательной задачи и медикаментозной терапии на мышечную активность и ее асимметрию у больных по амплитудным, частотным, морфологическим и нелинейным параметрам поверхностной электромиограммы (ЭМГ). Проявления асимметрии мышечной активности у пациентов с БП соответствовали клинически выявленной асимметрии двигательных нарушений и существенно превосходили физиологическую асимметрию мышечной активности у контрольной группы. Прием лекарственных препаратов приводил к изменению амплитудных и частотных параметров ЭМГ, но почти не оказывал влияния на морфологические и нелинейные параметры, которые, в свою очередь, более точно отражают нарушения нейромышечной регуляции при выполнении постурально-кинетических задач.

Abstract: This paper presents a method of reconstruction a primary structure of a protein that folds into a given geometrical shape. This method predicts the primary structure of a protein and restores its linear sequence of amino acids in the polypeptide chain using the tertiary structure of a molecule. Unknown amino acids are determined according to the principle of energy minimization. This study represents inverse folding problem as a quadratic optimization problem and uses different relaxation techniques to reduce it to the problem of convex optimizations. Computational experiment compares the quality of these approaches on real protein structures.

Abstract: Large-scale gene expression analysis is a useful tool for deeper understanding of biological processes. In case of complex cell or tissue structure of sample, the variations in cell type composition between samples can influence the result and lead to erroneous conclusions. Detection of differential gene expression can be caused by actual difference between samples or by difference in cell or tissue composition. Existing methods that address this issue require a lot of additional information and are of limited applicability, especially on plants. We constructed transcriptome map of Arabidopsis thaliana and used it for clustering of genes with similar expression profiles. We developed method "DEClust" which allow distinguishing two cases: changes in gene expression caused by difference between samples and by pattern effect (variation in cell/tissue composition).

Abstract: The paper investigates the problem of fitting protein complexes into electron density maps. They are represented by high-resolution cryoEM density maps converted into overlapping matrices and partly show a structure of a complex. The general purpose is to define positions of all proteins inside it. This problem is known to be NP-hard, since it lays in the field of combinatorial optimization over a set of discrete states of the complex. We introduce quadratic programming approaches to the problem. To find an approximate solution, we convert a density map into an overlapping matrix, which is generally indefinite. Since the matrix is indefinite, the optimization problem for the corresponding quadratic form is non-convex. To treat non-convexity of the optimization problem, we use different convex relaxations to find which set of proteins minimizes the quadratic form best.

Аннотация: Рекуррентные нейронные сети (RNN) обширно примененяются в области предсказания временных рядов. В данной статье мы используем LSTM-RNN для автоматизированного создания бинарного детектора проездов автомобильных средств по многомерному, зависящему от времени вектору сигналов датчиков с пункта пропуска автомобилей. Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что человеческий труд по созданию детерминированного классификатора, состоящего из набора правил можно успешно заменить на обученную по размеченным данным RNN.

Abstract: AR9 bacteriophage possesses uracil containing double-stranded DNA genome and belongs to a family of PhiKZ-related phages. Phages of this group uniquely harbor in their genomes genes encoding distant homologs of the largest subunits of cellular RNA polymerases (RNAPs). Products of these genes were suggested form two non-canonical multisubunit RNAPs of the phage – virion RNAP that is injected into a bacterium along with phage DNA to transcribe early phage genes and non-virion RNAP (nvRNAP), which is composed of early gene products and transcribes late phage genes including virion RNAP genes. Since no genes encoding homologs of any other compulsory components of cellular RNAPs were identified in viral genomes, RNAPs of PhikZ-related phages are constitute an attractive model for comparative analysis of transcription mechanism and RNAP evolution.

Abstract: We studied protein-ligand recognition in the LacI family of transcription factors. We identified protein positions responsible for specific sugar recognition (specificity determining positions, SDP) using sequence data. We compared identified SDPs with 3D structure data and obtained further evidence of importance of these positions. Ligand-contacting positions list was compared with SDPs. The majority of positions consistently contacting with the ligand appeared to be SDPs. Eight available 3D structures of complexes of LacI-family proteins bound to different sugars were superimposed to identify SDP-ligand pairs that are incompatible. We specifically studied the best specificity determining position 115. Structural analysis revealed the Gly115 > Asp115 substitution to interfere with disaccharide binding. Thus bulky Asp115 favors small monosaccharides in the binding center, while Gly115 allows binding of dissacharides.

Аннотация: Разрабатываемый в настоящее время стандарт IEEE 802.11ah призван адаптировать Wi-Fi под требования Интернета вещей (Internet of Things, IoT). Ключевым компонентом .11ah является новый механизм доступа к каналу - окно ограниченного доступа (Restricted Access Window, RAW). Этот механизм позволяет уменьшить конкуренцию между большим количеством станций, передающих данные в одной сети. В данной статье предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать производительность механизма RAW в случае насыщенного трафика.

Аннотация: В работе рассмотрен механизм ограничения конкуренции «периодическое окно ограниченного доступа», предложенный в стандарте IEEE 802.11ah. Построена аналитическая модель данного механизма и предложен метод выбора его параметров, позволяющий минимизировать задержку передачи данных или энергопотребление устройств.

Аннотация: Для увеличения эффективности работы сети в сценариях с плотным расположением станций в новом дополнении к стандарту Wi-Fi -- IEEE 802.11ax -- была добавлена поддержка технологии OFDMA. В сетях 802.11ax OFDMA работает поверх стандартного для Wi-Fi механизма доступа к среде CSMA/CA. Хотя OFDMA-передачи намного более эффективны по сравнению с обычными передачами, использование OFDMA-передач со стандартными параметрами метода доступа неэффективно и приводит к несправедливому распределению ресурсов между устройствами разных поколений, работающих в одной сети. В данной работе представлен подход, решающий данную проблему, а также построена аналитическая модель работы системы, показывающая высокую эффективность разработанного подхода.

Аннотация: В сетях Wi-Fi нового поколения можно заметить очевидную тенденцию к росту и увеличению уровня гетерогенности. В них осуществляется одновременная поддержка устройств различного типа, например, устройств Интернета вещей и обычных мобильных телефонов и ноутбуков. Стандарт определяет набор механизмов, позволяющих эффективно организовать процесс передачи разнородных потоков данных, имеющих различные требования к скорости передачи и к задержке. Однако все эти механизмы неприменимы на момент подключения устройств к сети, ведь устройств в сетях Интернета вещей может быть очень много. Использование же стандартных для сетей Wi-Fi механизмов передачи данных при подключении к сети приводит к неэффективному использованию канальных ресурсов и повышению энергопотребления, критичному для мобильных устройств и устройств Интернета вещей. Для решения данной проблемы в дополнении к стандарту Wi-Fi IEEE 802.11ah описан протокол централизованного управления процессом присоединения устройств. Мы исследовали данный протокол и разработали алгоритмы, позволяющие адаптивно выбирать параметры протокола для уменьшения времени присоединения станций к сети.

Аннотация: В данной работе рассматривается задача планирования радиоресурсов при обслуживании трафика Тактильного Интернета. Особенностью данного типа трафика является то, что при передаче пакетов необходимо обеспечивать ультракороткие задержки (десятки миллисекунд и менее). В работе представлена математическая постановка задачи планирования радиоресурсов и предложен алгоритм решения этой задачи, основанный на методе динамического программирования. С помощью имитационного моделирования показано, что по сравнению с другими алгоритмами, представленными в литературе, предложенный алгоритм позволяет существенно повысить производительность сети как с точки зрения пропускной способности сети на уровне приложений, так и числа пользователей, для которых удовлетворены требования к качеству обслуживания.

Аннотация: В данной работе рассматривается передача видеопотоков MPEG-DASH в сетях Wi-Fi. Согласно стандарту MPEG-DASH пользователь может адаптивно изменять битрейт (качество) загружаемого видеопотока с течением времени. Однако стандартом не регламентирован алгоритм выбора битрейта. В работе рассмотрены различные алгоритмы адаптивного выбора битрейта и показано, как качество восприятия видеоизображения пользователем зависит от выбранного алгоритма и его параметров. В частности показано, что для коротких видеофрагментов средний битрейт загруженного видеопотока оказывается значительно меньше доступной пропускной способности канала. Проанализированы причины возникновения данной проблемы и возможные подходы к ее решению.

Аннотация: Недавно возникшая технология LoRa быстро приобретает репутацию перспективного решения для построения LPWAN-сетей. Данная технология использует протокол канального уровня LoRaWAN. Этот протокол ориентирован на передачу данных в беспроводных сенсорных сетях, с акцентом на низкое энергопотребление и на простоту конечных устройств. В данной работе исследуется метод доступа к каналу, описанный в стандарте LoRaWAN, указываются неточности в его описании и при помощи имитационного моделирования исследуется его производительность. Результаты моделирования показывают, что использование параметров, принятых в стандарте по умолчанию, приводит к тому, что сеть не способна обслужить даже несколько десятков активных устройств, подключенных к одному шлюзу. В работе также предлагаются возможные пути для улучшения производительности метода доступа к каналу.

Аннотация: Данные об изменениях концентраций липидов - важный инструмент для понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе развития человека, его старения и увеличенной продолжительности жизни. Молекулярные механизмы, отвечающие за увеличение продолжительности жизни человека по сравнению с другими видами, до сих пор не изучены. Мы попытались понять эти механизмы. Для поиска метаболических маркеров продолжительности жизни человека мы установили связь между длиной жизни и концентрациями липидов в 35 видах млекопитающих с разной максимальной продолжительностью жизни. Мы нашли эволюционные подписи продолжительности жизни вида, а также липиды, концентрации которых коррелируют с филогенетическим расстоянием между видами, и вид-специфичные для человека липиды. По всей видимости, некоторые из этих липидов определяют увеличенную продолжительность жизни человека.

Аннотация: Подробное изучение пространственной структуры хроматина стало возможным благодаря развитию методов фиксации конформации хромосом. Одним из самых популярных и активно используемых является высокопроизводительный метод Hi-C, в основе которого лежит парноконцевое секвенирование. До сих пор существует неоднозначность интерпретации части результатов, например, пар ридов, картирующихся на один и тот же рестриктный фрагмент при выравнивании на геном. В некоторых работах рекомендуется удалять из рассмотрения такие пары и утверждается, что их источником являются технические ошибки эксперимента Hi-C. В других работах такие случаи специально анализируются, предполагается их происхождение при взаимодействии гомологичных хромосом. Целью данной работы является изучение пар ридов, картирующихся на один рестриктный фрагмент в одном направлении по результатам секвенирования Hi-C. Для них вводится термин "зеркальные риды". Выдвигаются и тестируются гипотезы происхождения зеркальных ридов: наличие дупликаций в геноме, недавно прошедшая вилка репликации, когезия сестринских хроматид, взаимодействие гомологичных хромосом. В качестве исходных данных использованы полученные ранее результаты секвенирования Hi-C и ресеквенирования четырех линий D.melanogaster, а также открытые данные Hi-C, ChIP-Seq и ChIP-chip различных белков хроматина для опубликованных ранее экспериментов. В работе создан пакет на Python для удобного извлечения, анализа и визуализации зеркальных ридов из данных секвенирования Hi-C, налажена система для формирования и сопоставления геномных разметок. Использован анализ корреляции разметок с помощью программы StereoGene. В результате протестированы различные гипотезы происхождения зеркальных ридов в результате эксперимента Hi-C, показаны их возможное биологическое значение. Найдены и проанализированы специфичные зеркальные риды с совпадающими позициями картирования.

Аннотация: Хроматин состоит из ДНК и различных гистонов и не-гистоннных белков, которые влияют на регуляцию экспрессии. Считается, что участки ДНК, кодирующие активно транскрибируемые гены, менее плотно упакованы (эухроматин), чем области, кодирующие нетранскрибируемые гены (гетерохроматин).В этом исследовании изучается взаимосвязь между частотой контактов участков хромосом и уровнями экспрессии на геномах Drosophila melanogaster и Homo sapiens. Цель данной работы — проверить гипотезу о том, что участки генома, демонстрирующие аномально высокую суммарную частоту контактов с остальным геномом, находятся преимущественно в неактивном состоянии и содержат эпигенетические маркеры, свидетельствующие о низком уровне экспрессии генов.

Abstract: Large-scale gene expression analysis is a useful tool for deeper understanding of biological processes. In case of complex cell or tissue structure of sample, the variations in cell type composition between samples can influence the result and lead to erroneous conclusions. Detection of differential gene expression can be caused by actual difference between samples or by difference in cell or tissue composition. Existing methods that address this issue require a lot of additional information and are of limited applicability, especially on plants. We constructed transcriptome map of Arabidopsis thaliana and used it for clustering of genes with similar expression profiles. We developed method "DEClust" which allow distinguishing two cases: changes in gene expression caused by difference between samples and by pattern effect (variation in cell/tissue composition).

Abstract: One of the open questions of plant genomics is whether there are higher plants without a plastid genome. This is theoretically possible if genes in the plastid genome are either lost or transferred to the nuclear genome. Here, we present an analysis of Rhopalocnemis phalloides, a parasitic plant that, as it follows from genomic DNA sequencing, lacks the plastid genome. Apart from searching for the plastid genome, we also assembled its mitochondrial genome, which contains a number of fragments, transferred from the plastid genome when it was not yet lost. Analysis of these fragments gives us clues to the order of gene losses in the plastid genome.

Abstract: Amino acid propensities in a protein site can be different in two distant branches of the phylogeny. A same amino acid might have similar fitness effect if it occurs in closely related species due to similar molecular context and environment conditions. But even if an amino acid is slightly deleterious in one species, it can mean that it has a fitness peak in closely related species and is forbidden on more distant phylogenetic branches. As differences of site-specific substitutions patterns across a phylogeny can reflect differences in amino acid propensities, we can try to guess a fitness effect of a particular mutation in one species relying on patterns of occurrence of an amino acid of interest on a phylogeny. We developed an approach of ranging all amino acids that occur in a site by how "distant" they are from a species we are interested in and our current goal is to check whether more "distant" amino acids are also more deleterious for a species. We show that for given species more "distant" amino acids have more differences in physic-chemical properties and thus can be more deleterious if occur in it. Further we are planning to check our predictions experimentally using yeast system.

Аннотация: Данная работа посвящена методам оценки графона матрицы, а также классификации графов на основе оценки графонов их матриц смежности. Проведено сравнение трех методов оценки графона матрицы - NS, USVT и метода, основанного на алгоритме кластеризации AWCD, предложен подход классификации графов на основе оценки графонов их матриц смежности.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: Базидиомицет Schizophullum commune - уникальный модельный организм, который характеризуется наивысшей генетической изменчивостью среди изученных организмов, которая может достигать 20% в популяции. Помимо этого, S. commune обладает сравнительно высокой скоростью мутагенеза - порядка 2•10-8 замен на нуклеотид на поколение. Мы разработали методику изучения параметров накопления de novo мутаций в геноме S. commune в процессе линейного роста мицелия, их влияния на приспособленность гриба, а также изучения спектра коэффициентов отбора против de novo мутаций.

Abstract: Genetic mutations drive evolution and shape variation among and between species. Some of mutations are advantageous, some are neutral, and others are disruptive. Nonsense mutations are the type of disruptive mutations, which results in a premature stop codon. This fact pseudogenizes the gene and effectively disables negative selection at a gene, making subsequent accumulation of nonsynonymous mutations at other positions of the same gene neutral. Our hypothesis is that post-nonsense nonsynonymous mutations will accumulate at the same rate as synonymous mutations and natural selection will not acts or acts weaker against this type of alleles. We verify this hypothesis using genomes of 196 inbred lines of Drosophila melanogaster. There are 1659 genes with 2525 nonsense mutations. Genes with nonsense mutations have selection coefficient 0.23, while genes without this mutation have coefficient 0.13. We decided to divide each gene containing nonsense mutation into two parts: sequences for flies with this mutation and without it, and selection coefficient is 0.39 and 0.22 respectively. It means that negative selection against nonsense alleles is weaker. There are many ways to prove this result and we will try to do it. Also the number of nonsynonymous mutations nested within nonsense alleles may be used to estimate the age distribution of such mutations, and therefore, the period of time for which they segregate in the population.

Аннотация: Вопрос построения дескрипторов ключевых (особых) точек, производящих точное описание признаков, инвариантное к широкому ряду искажений, и обеспечивающих высокую скорость работы является одним из ключевых в задачах сопоставления изображений. Данная работа посвящена подготовке обучающей выборки для создания нейросетевых проективно-инвариантных дескрипторов ключевых точек. Описаны алгоритмы раздутия обучающей выборки, обеспечивающие инвариантность дескриптора к проективным и яркостным преобразованиям изображения.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Аннотация: Рекуррентные нейронные сети (RNN) обширно примененяются в области предсказания временных рядов. В данной статье мы используем LSTM-RNN для автоматизированного создания бинарного детектора проездов автомобильных средств по многомерному, зависящему от времени вектору сигналов датчиков с пункта пропуска автомобилей. Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что человеческий труд по созданию детерминированного классификатора, состоящего из набора правил можно успешно заменить на обученную по размеченным данным RNN.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Аннотация: В работе было произведено исследование алгоритмов обработки хромато-масс-спектрограмм для решения задач классификации. Был изучен вопрос возможности разделения отдельных липидов и способы решения задачи выравнивания хромато-масс-спектрограмм инструментами машинного обучения. Был создан алгоритм генерации признаков на основе частично обработанных данных. Для оценки качества работы алгоритма, были построены классификаторы на базе спектров 485 образцов липидного состава тканей головного мозга, позволяющие диагностировать такие заболевания, как аутизм и шизофрения. Результаты созданных классификаторов сравнивались с лучшими классификаторами, построенных на признаках, созданных существующими алгоритмами генерации признаков. Так же был исследован вопрос возможности классификации пола и расы человека по той же выборке спектров

Abstract: We studied protein-ligand recognition in the LacI family of transcription factors. We identified protein positions responsible for specific sugar recognition (specificity determining positions, SDP) using sequence data. We compared identified SDPs with 3D structure data and obtained further evidence of importance of these positions. Ligand-contacting positions list was compared with SDPs. The majority of positions consistently contacting with the ligand appeared to be SDPs. Eight available 3D structures of complexes of LacI-family proteins bound to different sugars were superimposed to identify SDP-ligand pairs that are incompatible. We specifically studied the best specificity determining position 115. Structural analysis revealed the Gly115 > Asp115 substitution to interfere with disaccharide binding. Thus bulky Asp115 favors small monosaccharides in the binding center, while Gly115 allows binding of dissacharides.

Abstract: This paper is devoted to spectra of sparse macromolecular clusters. We suggest such clusters to be modeled by unweighed undirected tree ensembles with size distributed in a certain known way. The goal of this work is to compute spectra of such ensembles analytically as spectra of their adjacency matrices. The motivation to the problem investigated is computing spectra of Bernoulli noise in sparse matrices which is essential in cases when the scale of the data and the noise is the same. We solve the special cases of star trees and full binary trees interpreting them as generalized Bethe trees. The target function of an individual tree is supposed to depend on the size of the tree and of an ensemble - on size distribution.

Аннотация: Различные протоколы, используемые в беспроводных сетях, генерируют большой объем служебного трафика. Существуют различные подходы, позволяющие уменьшить этот объем. Так, для протоколов маршрутизации популярным является инкрементальный подход, который заключается в следующем. Станция периодически с достаточно большим периодом рассылает полные сообщения, содержащие всю служебную информацию, а в интервалах времени между полными сообщениями станция рассылает короткие инкрементальные обновления, содержащие все изменения в информации по сравнению с последним полным сообщением. В стандарте IEEE 802.11s для нового протокола детерминированного доступа к каналу предлагается групповой подход, основанный на том, что информация о резервированиях разбивается на группы и станция рассылает информацию только о тех группах, в которых произошли изменения. В данной работе исследован инкрементальный подход применительно к рассылке информации о резервированиях и построена аналитическая модель, позволяющая найти его оптимальные параметры. Также в работе проведено сравнение двух подходов и показано, что групповой подход позволяет рассылать существенно меньший объем служебных данных по сравнению с инкрементальным подходом.

Аннотация: В данной работе рассматривается задача планирования радиоресурсов при обслуживании трафика Тактильного Интернета. Особенностью данного типа трафика является то, что при передаче пакетов необходимо обеспечивать ультракороткие задержки (десятки миллисекунд и менее). В работе представлена математическая постановка задачи планирования радиоресурсов и предложен алгоритм решения этой задачи, основанный на методе динамического программирования. С помощью имитационного моделирования показано, что по сравнению с другими алгоритмами, представленными в литературе, предложенный алгоритм позволяет существенно повысить производительность сети как с точки зрения пропускной способности сети на уровне приложений, так и числа пользователей, для которых удовлетворены требования к качеству обслуживания.

Аннотация: В данной работе рассматривается передача видеопотоков MPEG-DASH в сетях Wi-Fi. Согласно стандарту MPEG-DASH пользователь может адаптивно изменять битрейт (качество) загружаемого видеопотока с течением времени. Однако стандартом не регламентирован алгоритм выбора битрейта. В работе рассмотрены различные алгоритмы адаптивного выбора битрейта и показано, как качество восприятия видеоизображения пользователем зависит от выбранного алгоритма и его параметров. В частности показано, что для коротких видеофрагментов средний битрейт загруженного видеопотока оказывается значительно меньше доступной пропускной способности канала. Проанализированы причины возникновения данной проблемы и возможные подходы к ее решению.

Аннотация: В данной работе рассматривается передача данных в канале с мощными полосовыми помехами. В качестве сигнально-кодовой конструкции выбрана частотно-позиционная модуляция, кодированная лучшими линейными кодами малой длины. Для приёма данной конструкции ранее использовались декодеры, основанные на критериях согласия Колмогорова-Смирнова и Манна-Уитни-Вилкоксона. В данной работе предложены алгоритмы приёма, основанные на критериях согласия Дарбина. Эти критерии являются более мощными модификациями ранее известных критериев согласия. Для проверки эффективности предложенных декодеров было проведено компьютерное моделирование. Оно показало, что декодеры, основанные на модифицированных критериях (критериях Дарбина), имеют более высокую вероятность ошибки, чем немодифицированные.

Аннотация: В статье рассматривается пространство вероятностных мер на произвольном локально-компактном польском пространстве X, снабженное транспортным расстоянием. Исследуется топология, индуцированная транспортным расстоянием, в частности, для евклидова случая с выпуклой ценовой функцией. Вводится понятие обобщенного среднего для набора мер и для вероятностного распределения на пространстве мер, называемое здесь барицентром Фреше. Для барицентров распределений доказываются достаточные условия сходимости, в частности, показывается состоятельность эмпирических барицентров.

Аннотация: Разрабатываемый в настоящее время стандарт IEEE 802.11ah призван адаптировать Wi-Fi под требования Интернета вещей (Internet of Things, IoT). Ключевым компонентом .11ah является новый механизм доступа к каналу - окно ограниченного доступа (Restricted Access Window, RAW). Этот механизм позволяет уменьшить конкуренцию между большим количеством станций, передающих данные в одной сети. В данной статье предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать производительность механизма RAW в случае насыщенного трафика.

Аннотация: В работе рассмотрен механизм ограничения конкуренции «периодическое окно ограниченного доступа», предложенный в стандарте IEEE 802.11ah. Построена аналитическая модель данного механизма и предложен метод выбора его параметров, позволяющий минимизировать задержку передачи данных или энергопотребление устройств.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Аннотация: The discovery of antibiotics is one of the most important advances in the history of humankind. But bacteria have been fighting back, developing resistance to our most potent molecules. Thus, the search of new antibiotics should be among the prioritized areas of biomedical studies. Microcin C (McC), produced by some enterobacteria, and related compounds, are Trojan-horse inhibitors of protein synthesis targeting aspartyl-tRNA synthetases. McC is a small ribosomally synthetized peptide which undergoes post-translational adenylation at the C-terminus. The peptide part of McC facilitates transport of the whole molecule through the cell membrane. The transport module is subsequently removed, releasing a toxic warhead – non-hydrolyzable aspartyl-adenylate – inside the cell. Originally McC was found in E. coli but recent bioinformatic analysis has revealed that mcc-like operons are widespread among different bacterial families. Some of these operons contain genes of unknown function (indicated as X-genes). Presence of such genes presumes the existence of previously undescribed modification pathways. In our work we focused on the genes X0 and X1 presented in two mcc-like operons: from Bacillus amyloliquefaciens and Yersinia pseudotuberculosis. The results expand the repertoire of known enzymatic modifications of peptides that can be used to obtain new biological activities while avoiding or limiting bacterial resistance. Acknowledgements: RNF 16-14-10356.

Аннотация: Решается задача различения пациентов с расстройствами аутистического спектра и людей без патологии на основе графов структурных связей головного мозга (коннектомов). Для этого мы предлагаем использовать возможные различия в разбиениях графов на подграфы, характерные для коннектомов групп нормы и патологии. Мы используем четыре метода кластеризации, чтобы получить разбиения коннектомов на подграфы. Мы оцениваем попарные расстояния между полученными разбиениями и строим на их основе ядро для SVM классификатора. Полученные классификаторы мы объединяем в двухуровневую модель с использованием стэкинга. Качество классификации для двухуровневой модели достигает 0.73 в смысле площади под ROC-кривой (ROC AUC).

Аннотация: В современных Wi-Fi сетях для обеспечения надежной многоадресной передачи могут быть использованы методы, определенные в дополнении IEEE 802.11aa к стандарту Wi-Fi. Дополнение IEEE 802.11aa предлагает вести многоадресную передачу в предварительно зарезервированных интервалах времени, что позволяет дополнительно уменьшить потери пакетов из-за коллизий и интерференции с соседними станциями сети. Однако дополнение лишь определяет доступный инструментарий, но ничего не говорит о том, как именно следует выбирать параметры используемых методов и резервируемых интервалов. В данной работе разработана математическая модель многоадресной передачи мультимедийного потока в периодических интервалах времени. Для любого из методов, определенных в дополнении IEEE 802.11aa модель позволяет определить такие параметры передачи, которые позволяют выполнить требования к качеству обслуживания потока при минимальном объеме зарезервированного канального времени.

Аннотация: Трёхиглая колюшка, живущая в морской воде, способна заселять пресноводные водоёмы и за эволюционно короткое время адаптироваться к новым условиям среды обитания. В пресноводных популяциях, независимо возникших из общей предковой морской популяции, наблюдаются признаки параллельной эволюции: положительному отбору подвержены одни и те же аллели, редкие в предковой популяции. При сравнении геномов особей из пресноводных и морских популяций были определены участки, содержащие большое количество различий между ними по сравнению со средним значением по геному, называемые островами дивергенции. Регуляция экспрессии генов является важным фактором поддержания жизнеспособности популяции в меняющихся условиях. В данной работе проведён анализ данных по уровню экспрессии генов в особях из морских и пресноводных популяций, полученных методом гибридизации кДНК на микрочипе. Было показано наличие особых свойств островов дивергенции: локализованные в них гены дифференциально экспрессируются значимо чаще, чем в геноме, а уровень их экспрессии в пресноводной популяции преимущественно выше, чем в морской, что не наблюдается в целом по геному.

Abstract: Gap junctions (GJ) are one of the most common forms of intercellular communication. GJs are composed of proteins that form a channel connecting the cytoplasm of adjacent cells. Two unrelated protein families are involved in this function; connexins, which are found only in chordates, and pannexins/innexins, which are present in both chordate and invertebrate genomes. We have hypothesized that pannexins are universal GJ proteins of the multicellular animals, distinct from connexins that are characteristic only of chordates. Pannexins are found in Chordates, Ctenophores, Cnidarians, and in most major groups of bilateral protostomes. However, there are animals that lack pannexins. To reconstruct the evolution of Metazoa pannexins, we used proteins from different species available in different databases and our own datasets. Usually only one precursor pannexin gene was acquired vertically from their common ancestor and was then diversified independently in each animal phylum.

Abstract: The marine mollusk Clione limacina is a convenient model organism for electrophysiological studies. The patterns of activity of different neurons involved in behavior like locomotion, hunting etc. are well known. In our experiments, the central nervous system was isolated and electrical activity was recorded from 1A and 2A locomotor motoneurons. The use of L15 culture medium and a liquid lid method allowed keeping isolated brain alive for several days. One of the main issues in full sensory deprivation experiments is an elimination of all sensory input signals. That is why Clione is a very good model. All sensory organs like eyes, statocysts and olfactory ganglia that are directly attached to the isolated brain could be specifically removed. Slow endogenous activities, found in Clione isolated brain could be viewed as related to sleep mechanism in other animals and this type of preparation can contribute to the full sensory deprivation studies.

Аннотация: Согласно висцеральной теории сна (Пигарёв, 2013), корковые зоны, вовлечённые в бодрствовании в анализ экстероцептивной информации, во время сна переключаются на анализ интероцептивной информации. Целью данной работы был поиск отражения сердечной деятельности в активности коры головного мозга в цикле сон-бодрствование. На двух взрослых кошках регистрировали локальные медленные потенциалы (LFP), используя биполярные отведения от лобной и инсулярной коры. Места для установки электродов были выбраны согласно предшествовавшим работам. Электрокардиограмму регистрировали от электродов, помещенных в желудок и на голову кошек. Дополнительно регистрировали ритм дыхания животного и движения глаз. Анализировали записи длительностью 2-5 часов, включающих периоды бодрствования, медленного и быстрого сна. Обработку и статистический анализ записей проводили в программе Spike2. В ходе исследования было показано, что работа сердца действительно отражается в LFP коры мозга. Связь эта устанавливается во время сна и отсутствует в период бодрствования. Источники нервной активности, связанной с работой сердца, были обнаружены в лобной и инсулярной коре.

Abstract: AR9 bacteriophage possesses uracil containing double-stranded DNA genome and belongs to a family of PhiKZ-related phages. Phages of this group uniquely harbor in their genomes genes encoding distant homologs of the largest subunits of cellular RNA polymerases (RNAPs). Products of these genes were suggested form two non-canonical multisubunit RNAPs of the phage – virion RNAP that is injected into a bacterium along with phage DNA to transcribe early phage genes and non-virion RNAP (nvRNAP), which is composed of early gene products and transcribes late phage genes including virion RNAP genes. Since no genes encoding homologs of any other compulsory components of cellular RNAPs were identified in viral genomes, RNAPs of PhikZ-related phages are constitute an attractive model for comparative analysis of transcription mechanism and RNAP evolution.

Abstract: An introduction to Birkhoff's theory of linear q-difference equations is presented in this work. We improve Birkhoff's theorem on solution of the q-difference Riemann-Hilbert problem.

Abstract: Large-scale gene expression analysis is a useful tool for deeper understanding of biological processes. In case of complex cell or tissue structure of sample, the variations in cell type composition between samples can influence the result and lead to erroneous conclusions. Detection of differential gene expression can be caused by actual difference between samples or by difference in cell or tissue composition. Existing methods that address this issue require a lot of additional information and are of limited applicability, especially on plants. We constructed transcriptome map of Arabidopsis thaliana and used it for clustering of genes with similar expression profiles. We developed method "DEClust" which allow distinguishing two cases: changes in gene expression caused by difference between samples and by pattern effect (variation in cell/tissue composition).

Abstract: One of the open questions of plant genomics is whether there are higher plants without a plastid genome. This is theoretically possible if genes in the plastid genome are either lost or transferred to the nuclear genome. Here, we present an analysis of Rhopalocnemis phalloides, a parasitic plant that, as it follows from genomic DNA sequencing, lacks the plastid genome. Apart from searching for the plastid genome, we also assembled its mitochondrial genome, which contains a number of fragments, transferred from the plastid genome when it was not yet lost. Analysis of these fragments gives us clues to the order of gene losses in the plastid genome.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: CRISPR–Cas systems are DNA adaptive immune systems of bacteria and archaea. Based on their cas genes content, CRISPR-Cas systems can be classified into five distinct types: from I to V. There is a further division within each type into subtypes (A, B, C etc). A process of spacer acquisition by a type I-F CRISPR-Cas system was studied. Two model systems for type I-F system investigation were used: I-F CRISPR-Cas system from P. aeruginosa UCBPP-PA14 in a surrogate E. coli BL21-AI host and E. coli ED1a strain which has a I-F subtype CRISPR-Cas system of its own. High throughput sequence of expanded CRISPR cassettes was conducted to determine composition of new spacers’ pool and to find out consistent patterns of their acquisition during adaptation. The both types of adaptation - naïve and primed – were observed. In case of primed adaptation a gradient of acquisition efficiency around the priming site and a strand bias were detected.

Аннотация: Для увеличения эффективности работы сети в сценариях с плотным расположением станций в новом дополнении к стандарту Wi-Fi -- IEEE 802.11ax -- была добавлена поддержка технологии OFDMA. В сетях 802.11ax OFDMA работает поверх стандартного для Wi-Fi механизма доступа к среде CSMA/CA. Хотя OFDMA-передачи намного более эффективны по сравнению с обычными передачами, использование OFDMA-передач со стандартными параметрами метода доступа неэффективно и приводит к несправедливому распределению ресурсов между устройствами разных поколений, работающих в одной сети. В данной работе представлен подход, решающий данную проблему, а также построена аналитическая модель работы системы, показывающая высокую эффективность разработанного подхода.

Abstract: Антибиотики, используемые сейчас, и те, которые только будут разработаны, оказывают селективное давление на бактерии, что способствует появлению устойчивых штаммов и, в конечном счете, делает антибиотики неэффективными. В настоящее время большие усилия направлены на поиск полностью новой парадигмы антимикробной терапии для дополнения традиционной с использованием антибактериальных малых молекул. Одним из потенциально успешных подходов с минимальным селективным давлением может стать стратегия секвестрирования железа. Практически все микробные патогены требуют для своего роста присутствия железа в среде. Ранее было показано, что человеческий рекомбинантный апо-трансферрин (чрТРФ) ингибирует рост Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii и Candida albicans и имеет синергический эффект с рифампицином. Целью работы было определить имеется ли in vitro синергизм между чрТРФ и стандартными антибиотиками, используемыми для лечения чувствительных и резистентных штаммов A. baumannii. А также показать кинетику комбинированной терапии in vitro и установить, может ли она снизить частоту появления устойчивых штаммов A. baumannii.

Аннотация: Для увеличения эффективности работы сети в сценариях с плотным расположением станций в новом дополнении к стандарту Wi-Fi -- IEEE 802.11ax -- была добавлена поддержка технологии OFDMA. В сетях 802.11ax OFDMA работает поверх стандартного для Wi-Fi механизма доступа к среде CSMA/CA. Хотя OFDMA-передачи намного более эффективны по сравнению с обычными передачами, использование OFDMA-передач со стандартными параметрами метода доступа неэффективно и приводит к несправедливому распределению ресурсов между устройствами разных поколений, работающих в одной сети. В данной работе представлен подход, решающий данную проблему, а также построена аналитическая модель работы системы, показывающая высокую эффективность разработанного подхода.

Аннотация: В данной работе рассматривается передача видеопотоков MPEG-DASH в сетях Wi-Fi. Согласно стандарту MPEG-DASH пользователь может адаптивно изменять битрейт (качество) загружаемого видеопотока с течением времени. Однако стандартом не регламентирован алгоритм выбора битрейта. В работе рассмотрены различные алгоритмы адаптивного выбора битрейта и показано, как качество восприятия видеоизображения пользователем зависит от выбранного алгоритма и его параметров. В частности показано, что для коротких видеофрагментов средний битрейт загруженного видеопотока оказывается значительно меньше доступной пропускной способности канала. Проанализированы причины возникновения данной проблемы и возможные подходы к ее решению.

Abstract: Persistence is one of the mechanisms that allow a bacterial population to resist environmental change. Upon antibiotic treatment, sensitive cells population can be maintained due to a small portion of persister cells that temporarily reside in a resting state and thus can tolerate adverse conditions and subsequently act as founders of a new population. Bacteriostatic toxins from toxin-antitoxin systems are well-known inducers of persistence. One of such toxin is HipA, a kinase that phosphorylates and inactivates glutamyl-tRNA synthetase. Here we show that peptide-nucleotide antibiotic microcin C (McC), an inhibitor of aspartyl-tRNA synthetase, also acts as a potent inducer of persistence. We characterize host factors that mediate McC-induced persistence and show that in co-cultivation experiments McC-producing cells induce persistence in McC-sensitive non-producing cells. The latter finding suggests that McC, and by extension other toxic Trojan-horse inhibitors, may function not just as inhibitors of bacterial growth but also serve as "quorum-sensing" signals.

Abstract: We introduce some generalization of the notion of additive energy $E(A)$ of a subset $A\subset\mathbb{F}_{p}$ which we call polynomial energy $E_{P}(A)$. We obtain a new bounds of polynomial energy $E_{P}(G)$ of multiplicative subgroup $G$ of $\mathbb{F}_{p}^{*}$.

Abstract: In this paper, we present an alternative proof of the result of Corvaja and Zannier on an upper bound on the number of solutions of an algebraic equation P(x, y) = 0 over the algebraically closed field Fp, where p is prime, for x"∈ g1G, y ∈ g2G; here g1G and g2G denote cosets of some subgroup G of the multiplicative group Fp* Moreover, we improve a bound of Corvaja and Zannier in average for some sets of equations.

Аннотация: В данной работе рассматривается задача планирования радиоресурсов при обслуживании трафика Тактильного Интернета. Особенностью данного типа трафика является то, что при передаче пакетов необходимо обеспечивать ультракороткие задержки (десятки миллисекунд и менее). В работе представлена математическая постановка задачи планирования радиоресурсов и предложен алгоритм решения этой задачи, основанный на методе динамического программирования. С помощью имитационного моделирования показано, что по сравнению с другими алгоритмами, представленными в литературе, предложенный алгоритм позволяет существенно повысить производительность сети как с точки зрения пропускной способности сети на уровне приложений, так и числа пользователей, для которых удовлетворены требования к качеству обслуживания.

Аннотация: В данной работе рассказывается об ЭКГ сигнале человека и некоторых методах его анализа. Описано решение задачи классификации моментов сна человека по его ЭКГ с точностью 0.9. Исследование проводилось на базе данных, собранной в рамках программы SAHR (Stress Aging and Health in Russia), в рамках которой были собраны суточные записи ЭКГ 1800 жителей Москвы.

Abstract: The steering property known for two-qubit state in terms of specific inequalities for the correlation function is translated for the state of qudit with the spin $j=3/2$. Since most steering detection inequalities are based on the correlation functions we introduce analogs of such functions for the single qudit systems. The tomographic probability representation for the qudit states is applied. The connection between the correlation function in the two-qubit system and the single qudit is presented in an integral form with an intertwining kernel calculated explicitly in tomographic probability terms.

Аннотация: Модуль семантического анализа системы ЭТАП-3 предполагает разрешение анафоры в два этапа: на начальном этапе обрабатываются случаи так называемой грамматической анафоры, а далее - сложные случаи, требующие умения производить логический вывод. Данная статья посвящена частной проблеме первого этапа, а именно проблеме поиска антецедента в случае нулевого субъекта.

Abstract: The paper is focused on the basic principles of tagging microsyntactic units (syntactic idioms) in the syntactically annotated SynTagRus corpus of Russian. Labeling is performed manually and automatically and relies on two strategies: 1) labeling of all microsyntactic units in a coherent text; 2) labeling of all senses of specific units selected previously. The second strategy is illustrated in more detail by examples of two polysemous microsyntactic units: всё равно 'all the same' and как будто 'as if').

Abstract: The steering property known for two-qubit state in terms of specific inequalities for the correlation function is translated for the state of qudit with the spin $j=3/2$. Since most steering detection inequalities are based on the correlation functions we introduce analogs of such functions for the single qudit systems. The tomographic probability representation for the qudit states is applied. The connection between the correlation function in the two-qubit system and the single qudit is presented in an integral form with an intertwining kernel calculated explicitly in tomographic probability terms.

Abstract: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins is an adaptive defense system in prokaryote. Because of its ability to make targeted and precise changes in the genome, CRISPR/Cas genome editing system became a perspective tool in a wide spectrum of molecular biology tasks. However, many aspects of its mechanism remain unclear.

Abstract: Homeostasis, the ability to maintain a relatively constant internal conditions facing perturbations in the environment is one of the most important features of all living organisms. Defects in nutrient homeostasis proven to be critically harmful to both unicellular organisms causing a loss in cell growth and multicellular organisms causing various diseases including cancer.

Аннотация: В работе приводится вариант метода зеркального спуска для задач условной композитной оптимизации (с функциональными ограничениями вида неравенств) на ограниченных множествах простой структуры с оракулом, выдающим стохастические градиенты, но при этом доступны настоящие значения функций (в функциональных ограничениях). Устанавливаются оценки скорости сходимости предложенного метода (с вероятностями больших уклонений) для решения прямой и двойственной задачи. Отметим, что в эти оценки не входит неизвестный размер решения двойственной задачи.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Abstract: Robustness of statistical models for Differential Gene Expression of RNA-seq Alexey Stupnikov, Frank Emmert-Streib, Darragh McArt RNA -seq is an NGS-based technology, that allows to perform various types of transcriptome analysis. During recent years RNA-seq was also widely used for Differential Gene Expression (DGE) analysis. Other applications of RNA-seq include SNP calling and Gene Fusion analysis. Robustness, i.e. the difference of analysis' outcome caused by data shifts or perturbations is one of the key characteristics of any computational method. By specifying the data alterations type, different types of robustness' can be defined. We compare the performance of several popular types of analysis on RNA-seq data, and explore their robustness to simulated altering of RNA-seq experiment parameters.

Аннотация: CRISPR–Cas systems are DNA adaptive immune systems of bacteria and archaea. Based on their cas genes content, CRISPR-Cas systems can be classified into five distinct types: from I to V. There is a further division within each type into subtypes (A, B, C etc). A process of spacer acquisition by a type I-F CRISPR-Cas system was studied. Two model systems for type I-F system investigation were used: I-F CRISPR-Cas system from P. aeruginosa UCBPP-PA14 in a surrogate E. coli BL21-AI host and E. coli ED1a strain which has a I-F subtype CRISPR-Cas system of its own. High throughput sequence of expanded CRISPR cassettes was conducted to determine composition of new spacers’ pool and to find out consistent patterns of their acquisition during adaptation. The both types of adaptation - naïve and primed – were observed. In case of primed adaptation a gradient of acquisition efficiency around the priming site and a strand bias were detected.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Аннотация: В цикле наших недавних работ рассматривалась задача управления связанными марковскими цепями. Для нахождения оптимального управления необходимо найти решение набора уравнений динамического программирования. В силу специфики задачи эти уравнения содержали операцию минимизации в правой части, которую необходимо выполнять на каждом шаге интегрирования для каждого состояния системы. Для примера системы трех водохранилищ найден аналитический ответ, что существенно снижает вычислительную сложность. Еще одной особенностью рассматриваемой постановки является наличие нелинейных невыпуклых ограничений на множество управлений. Причем построение выпуклой оболочки этого множества неприменимо, поэтому задача нахождения аналитического ответа является актуальной.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Аннотация: В цикле наших недавних работ рассматривалась задача управления связанными марковскими цепями. Для нахождения оптимального управления необходимо найти решение набора уравнений динамического программирования. В силу специфики задачи эти уравнения содержали операцию минимизации в правой части, которую необходимо выполнять на каждом шаге интегрирования для каждого состояния системы. Для примера системы трех водохранилищ найден аналитический ответ, что существенно снижает вычислительную сложность. Еще одной особенностью рассматриваемой постановки является наличие нелинейных невыпуклых ограничений на множество управлений. Причем построение выпуклой оболочки этого множества неприменимо, поэтому задача нахождения аналитического ответа является актуальной.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: The discovery of antibiotics is one of the most important advances in the history of humankind. But bacteria have been fighting back, developing resistance to our most potent molecules. Thus, the search of new antibiotics should be among the prioritized areas of biomedical studies. Microcin C (McC), produced by some enterobacteria, and related compounds, are Trojan-horse inhibitors of protein synthesis targeting aspartyl-tRNA synthetases. McC is a small ribosomally synthetized peptide which undergoes post-translational adenylation at the C-terminus. The peptide part of McC facilitates transport of the whole molecule through the cell membrane. The transport module is subsequently removed, releasing a toxic warhead – non-hydrolyzable aspartyl-adenylate – inside the cell. Originally McC was found in E. coli but recent bioinformatic analysis has revealed that mcc-like operons are widespread among different bacterial families. Some of these operons contain genes of unknown function (indicated as X-genes). Presence of such genes presumes the existence of previously undescribed modification pathways. In our work we focused on the genes X0 and X1 presented in two mcc-like operons: from Bacillus amyloliquefaciens and Yersinia pseudotuberculosis. The results expand the repertoire of known enzymatic modifications of peptides that can be used to obtain new biological activities while avoiding or limiting bacterial resistance. Acknowledgements: RNF 16-14-10356.

Аннотация: Пангеномом называется совокупность ортологических групп генов из выборки, состоящей из геномов. Для пангенома можно определить универсальные, частые и редкие ортологические группы как группы, встречающиеся во всех геномах из выборки, в некоторой доле геномов из выборки и группы, встречающиеся в малой доле геномов. В данной работе мы исследовали зависимость количеств редких, частых и универсальных ортологических групп в пангеномах и редких, частых и универсальных генов в геномах, от размера генома. В результате оказалось, что пангеномы геномов среднего размера содержат значимо большую долю универсальных ортологических групп, в то время, как в пангеномах больших геномов большую долю занимают редкие ортологические группы, и, соответственно, в пангеномах малых геномов больше доля частых групп. Те же закономерности наблюдаются и при рассмотрении долей редких, частых и универсальных генов в геноме. Полученные результаты позволяют говорить о том, что на геномы среднего размера в большей степени действует вычищающий отбор, чем на малые и большие геномы.

Аннотация: В работе исследуется задача классификации объектов в многомерных пространствах. Для повышения качества классификации предлагается модификация алгоритма снижения размерности t-SNE. В предлагаемой модификации при обучении используется информация о разметке, не возникает необходимость заново обучать алгоритм при добавлении новых данных, а так же предусмотрена паралельная реализация.

Abstract: Bacteria with multiple chromosomes belong to Actinobecteria, Chloroflexi, Deinococcus-Thermus, Fibrobacteres, Firmicutes and Proteobacteria. We consider genus Vibrio belonging to Gammaproteobacteria. Evolution of these bacteria is interesting because of their multichromosomal genome organization, their species consists of two chromosomes.

Abstract: CRISPR-Cas systems are prokaryotic adaptive defence mechanisms that protect cells from bacteriophages and plasmids by targeting foreign DNA and RNA. Some bacteriophages can escape protective action of CRISPR-Cas, though little is known about the mechanisms involved. In our work, we study the interaction of Escherichia coli type I-E CRISPR-Cas system with several phages that employ different strategies of infection. A collection of E. coli strains with inducible cas genes expression and CRISPR arrays carrying spacers targeting different locations in the genomes of bacteriophages λ, T5 and T7 was created. A comparative study of the efficiency of CRISPR interference and CRISPR adaptation during infection of these strains by cognate phages revealed widely different infection efficiencies that depended on the nature of the phage and the location of targeted protospacers in the phage genome. In the case of T5 phage, interference and adaptation was only observed with strains targeting the pre-early region of phage genome, indicating that at later stages of infection the action of CRISPR-Cas system is inhibited by the phage, either directly, or indirectly. With bacteriophages T7 no CRISPR adaptation was observed, replication of phage DNA occurs even at conditions of ongoing CRISPR interference, however extensive regions in both directions from the targeted protospacer are destroyed, presumably due to the function of Cas3 nuclease-helicase.Studies of T7- and λ-targeting cells are currently ongoing. We use live fluorescent microscopy and mathematical modelling to describe phage-host interaction during infection by these phages at conditions of CRISPR targeting.

Аннотация: В работе исследуется задача классификации объектов в многомерных пространствах. Для повышения качества классификации предлагается модификация алгоритма снижения размерности t-SNE. В предлагаемой модификации при обучении используется информация о разметке, не возникает необходимость заново обучать алгоритм при добавлении новых данных, а так же предусмотрена паралельная реализация.

Аннотация: Трёхиглая колюшка является моделью для изучения эволюции. Данный вид способен быстро адаптироваться к пресноводной среде обитания за время порядка нескольких десятков поколений. Было показано, что высокая скорость адаптации обусловлена наличием в морской популяции на низкой частоте пресноводных аллелей. Когда морская колюшка попадает в пресную воду, отбор начинает действовать на пресноводные аллели, и при сравнении геномов двух популяций можно видеть регионы с повышенным содержанием различных нуклеотидных позиций (острова дивергенции). При анализе ДНК популяций Белого моря и Камчатки было выявлено, что несмотря на параллельную эволюцию, множество островов находятся только в отдельных популяциях, и не находятся в других. Тем не менее, было найдено 4 острова, которые присутствуют не только у всех Беломорских, но находятся и в Камчатских популяциях, которые вероятно содержат в себе мишени отбора, критические для адаптации. В ходе исследования была проведена оценка степени вариации адаптации колюшки на молекулярном уровне, найдены гены, и в некоторых случаях конкретные мутации, которые находятся под отбором в каждой изученной популяции.

Аннотация: Адаптивный ландшафт меняется в процессе эволюции под действием двух факторов: изменений условий среды и изменений в геноме, которые влияют на ландшафт через эпистатические взаимодействия. Исследовать динамику этих изменений можно с точки зрения однопозиционных адаптивных ландшафтов. Изучая изменение скорости реверсий и боковых замен в отдельных сайтах на геномных данных позвоночных, насекомых и грибов, мы показали, что приспособленность текущего аллеля растёт с момента его фиксации. При помощи симуляций эволюции на динамическом адаптивном ландшафте мы продемонстрировали, что подобное изменение приспособленности аллеля обсуловлено не флуктуациями условий среды, а изменениями в геноме и эпистатическими взаимодействиями сайтов.

Abstract: We compared the rate of parallel synonymous and nonsynonymous molecular evolution in different systematic groups. Orthologous groups alignments of closely related gammaridae species were used for this issue, and vertebrates exon alignments were added as a reference dataset. Where the same nucleotide substitutions had occurred in more than one lineage, nonsynonymous substitutions were found to be more frequent than synonymous ones. The excess of nonsynonymous parallel substitutions indicates prevalent positive selection at sites of parallel evolution in closely related species, and underscores the high role of positive selection in early sympatric divergence.

Abstract: In the present talk we consider local laws for random symmetric and sample covariance matrices. The related result for adjacency matrices of random graphs will be given as well. We also demonstrate some applications of these results to the delocalization of eigenvectors of random matrices, localization of eigenvalues and the rate of convergence to the corresponding limiting distributions. The talk will be based on joint results of A. Naumov, A. Tikhomirov and F. Gotze.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: Базидиомицет Schizophullum commune - уникальный модельный организм, который характеризуется наивысшей генетической изменчивостью среди изученных организмов, которая может достигать 20% в популяции. Помимо этого, S. commune обладает сравнительно высокой скоростью мутагенеза - порядка 2•10-8 замен на нуклеотид на поколение. Мы разработали методику изучения параметров накопления de novo мутаций в геноме S. commune в процессе линейного роста мицелия, их влияния на приспособленность гриба, а также изучения спектра коэффициентов отбора против de novo мутаций.

Аннотация: Работа посвящена математическому моделированию развития опухолевого процесса рака молочной железы (РМЖ). Предложена новая «объединенная математическая модель роста первичной опухоли и первичных метастазов РМЖ» (<<Consolidated mathematical growth Model of the IV stage of the breast cancer>>, сокр. CoMIV), основанная на <<объединенной модели роста первичной опухоли и вторичных отдаленных метастазов РМЖ>> (<<Consolidated mathematical growth Model of the Primary tumor and the Secondary distant metastases>>, сокр. CoMPaS). CoMIV корректно описывает как рост первичной опухоли (вписывается в классификацию РМЖ по критерию Т), так и критерий М1 - IV стадия, то есть рост первичных отдаленных метастазов. Предложенная модель и реализующее программное средство описывают опухолевый процесс на IV стадии и повышают точность прогнозирования развития РМЖ.

Аннотация: В работе исследуются свойства проективно инвариантных построений для овалов с полюсом, а именно — T - и H- поляр. Доказывается, что они пересекаются не менее, чем в трех точках. Для доказательства рассматриваются зависимость между полярами и топологическая структура пересечений касательных к замкнутой кривой с ней самой.

Аннотация: Рекуррентные нейронные сети (RNN) обширно примененяются в области предсказания временных рядов. В данной статье мы используем LSTM-RNN для автоматизированного создания бинарного детектора проездов автомобильных средств по многомерному, зависящему от времени вектору сигналов датчиков с пункта пропуска автомобилей. Полученные результаты позволяют сделать выводы о том, что человеческий труд по созданию детерминированного классификатора, состоящего из набора правил можно успешно заменить на обученную по размеченным данным RNN.

Abstract: One of the open questions of plant genomics is whether there are higher plants without a plastid genome. This is theoretically possible if genes in the plastid genome are either lost or transferred to the nuclear genome. Here, we present an analysis of Rhopalocnemis phalloides, a parasitic plant that, as it follows from genomic DNA sequencing, lacks the plastid genome. Apart from searching for the plastid genome, we also assembled its mitochondrial genome, which contains a number of fragments, transferred from the plastid genome when it was not yet lost. Analysis of these fragments gives us clues to the order of gene losses in the plastid genome.

Abstract: Precisely coordinated synthesis of ribosomal proteins is crucial for ribosome assembly. More than half of the ribosomal proteins in Escherichia coli are known to be controlled by distinct RNA regulatory elements situated in their own mRNA. In some cases such regulatory elements mimic the ribosomal RNA site where the regulated proteins may bind, hence providing a negative feedback from levels of ribosomal proteins. This mimicry mechanism may be effected by structurally different elements bound by orthologous proteins in distinct species. Because of that, existence of the structure potential, and not its exact form, is conserved. Hence, minimal free energy (MFE) based search tools may be more relevant than methods relying on the evolutionary conservation of RNA secondary structures. Here, we use a novel MFEbased comparative genomic approach to detect such nonhomologous RNA regulatory elements and identify new ribosomal protein binding to such structures.

Аннотация: Рассматривается задача принятия оптимальных решений в режиме онлайн. Имеется набор методов (экспертов, алгоритмов), которые принимают решения (или выдают прогнозы) и несут потери вследствии своих решений. Цель агрегирующего алгоритма - принять оптимальное решение используя решения (прогнозы) экспертов. В работе предложена модификация известного алгоритма отслеживания наилучшей комбинации экспертных решений Fixed-Share для случая частично определенных (спящих) экспертов, которые на некоторых шагах отказываются принимать решения. Получена оценка регрета этого алгоритма.

Аннотация: Работа посвящена сравнительному анализу вероятностных характеристик различных детекторов на базе порядковых статистик c использованием имитационного моделирования работы детекторов рассматриваемого типа в условиях воздействия интенсивных аддитивных помех.

Abstract: We developed a novel approach to identify horizontal gene transfer (HGT) events in genomic sequences. Predicted protein-coding sequences from pairs of genomes are mixed together and logistic regression models are trained on a sub-sample of these sequences to separate them. The models use arrays of normalized BLAST bit scores obtained for each sequence by comparison with its closest hit from a number of other genomes, covering different domains of life. Regression models that passed validation on independent subsamples are used to identify sequences that cluster with sequences from other genomes (predicted HGT events). Using the genomes of 61 species, we confirmed some previously reported cases of HGT (such as the transfer of ankyrin-encoding sequences from eukaryotes to their symbiotic bacteria or the acquisition of taumatins by the round worm C. elegans) and identified novel cases of HGT (such as the acquisition of actin-coding sequenes by the carnivorous plant Genlisea aurea).

Abstract: Gap junctions (GJ) are one of the most common forms of intercellular communication. GJs are composed of proteins that form a channel connecting the cytoplasm of adjacent cells. Two unrelated protein families are involved in this function; connexins, which are found only in chordates, and pannexins/innexins, which are present in both chordate and invertebrate genomes. We have hypothesized that pannexins are universal GJ proteins of the multicellular animals, distinct from connexins that are characteristic only of chordates. Pannexins are found in Chordates, Ctenophores, Cnidarians, and in most major groups of bilateral protostomes. However, there are animals that lack pannexins. To reconstruct the evolution of Metazoa pannexins, we used proteins from different species available in different databases and our own datasets. Usually only one precursor pannexin gene was acquired vertically from their common ancestor and was then diversified independently in each animal phylum.

Abstract: We developed a novel approach to identify horizontal gene transfer (HGT) events in genomic sequences. Predicted protein-coding sequences from pairs of genomes are mixed together and logistic regression models are trained on a sub-sample of these sequences to separate them. The models use arrays of normalized BLAST bit scores obtained for each sequence by comparison with its closest hit from a number of other genomes, covering different domains of life. Regression models that passed validation on independent subsamples are used to identify sequences that cluster with sequences from other genomes (predicted HGT events). Using the genomes of 61 species, we confirmed some previously reported cases of HGT (such as the transfer of ankyrin-encoding sequences from eukaryotes to their symbiotic bacteria or the acquisition of taumatins by the round worm C. elegans) and identified novel cases of HGT (such as the acquisition of actin-coding sequenes by the carnivorous plant Genlisea aurea).

Abstract: The marine mollusk Clione limacina is a convenient model organism for electrophysiological studies. The patterns of activity of different neurons involved in behavior like locomotion, hunting etc. are well known. In our experiments, the central nervous system was isolated and electrical activity was recorded from 1A and 2A locomotor motoneurons. The use of L15 culture medium and a liquid lid method allowed keeping isolated brain alive for several days. One of the main issues in full sensory deprivation experiments is an elimination of all sensory input signals. That is why Clione is a very good model. All sensory organs like eyes, statocysts and olfactory ganglia that are directly attached to the isolated brain could be specifically removed. Slow endogenous activities, found in Clione isolated brain could be viewed as related to sleep mechanism in other animals and this type of preparation can contribute to the full sensory deprivation studies.

Аннотация: В данной работе предлагается новый метод для выделения сообществ в графах. Основные преимущества метода --- отсутствие необходимости задавать искомое число кластеров и возможность теоретического анализа. Разработка алгоритма ведется в рамках распространенной модели генерации случайных графов с кластерной структурой --- stochastic block model. Кластеры описываются в терминах матрицы весов. Алгоритм итеративный: на каждой итерации матрица весов пересчитывается в соответствии с некоторым правилом. При этом правило строится с помощью некоторой тестовой статистики, основанной на частотах ребер внутри и между текущими кластерами. Приводится детальное описание алгоритма с псевдокодом. Обсуждаются некоторые теоретические свойства тестовой статистики, в частности, теорема Вилкса. В конце проводится экспериментальное исследование на модельных и реальных данных, результаты работы сравниваются с классическими алгоритмами выделения сообществ.

Аннотация: Ординальные данные позволяют ответить на вопрос об относительном расположении точек в метрическом пространстве без информации о фактических расстояниях. До некоторого времени основным методом работы с таким типом данных являлось вложение в метрическое пространство с последующим применением стандартных алгоритмов. На настоящий момент существует относительно небольшое количество методов работы с ординальными данными без вложения. В данной работе рассматривается ряд алгоритмов работы с ординальными данными и предлагается их модификация. Модификация, учитывающая локальные особенности порождающего распределения, позволяет значительно улучшить качество работы алгоритмов по поиску медоидов и выбросов в выборке.

Аннотация: Данная работа посвящена методам оценки графона матрицы, а также классификации графов на основе оценки графонов их матриц смежности. Проведено сравнение трех методов оценки графона матрицы - NS, USVT и метода, основанного на алгоритме кластеризации AWCD, предложен подход классификации графов на основе оценки графонов их матриц смежности.

Аннотация: В статье приводится сравнение алгоритмов, которые используют разные методы для восстановления матриц с пропущенными значениями. Рассматриваются два критерия: время и относительная квадратичная ошибка. Сравнение проводится как на модельных, так и на больших реальных данных. В первом случае у некоторых алгоритмов получается полностью восстановить искомую матрицу. Во втором случае используется гипотеза малого ранга для разреженных матриц большого размера. Она позволяет применять методы восстановления матриц для реальных задач. В статье приведены графики, построенные по экспериментальным данным работы алгоритмов, а также краткое описание методов.

Аннотация: В данной работе рассмотрена задача выделения сообществ — групп вершин в графе, плотно связанных между собой, но не с остальной частью графа. Известно множество подходов для выделения непересекающихся сообществ. Гораздо меньше внимания уделено случаю пересекающихся групп. В работе предложен новый метод решения задачи на взвешенных графах с пересекающимися группами вершин. Метод является обобщением алгоритма BigClam. В конце работы приведены эксперименты. Сравнение с другими методами решения задачи показали, что предложенные в статье алгоритмы работают на уровне современных аналогов, но не лучше их. Особое внимание уделено методам инициализации BigClam, предложено несколько улучшений, которые ускоряет алгоритм и позволяет сойтись к лучшему значению функции.

Аннотация: В проблеме выбора модели мы рассматриваем два метода: несмещенную оценку риска и и "наименьшее допустимое". Мы предлагаем их модификации для случая баесовской постановки задачи линейной регрессии.

Abstract: Large-scale gene expression analysis is a useful tool for deeper understanding of biological processes. In case of complex cell or tissue structure of sample, the variations in cell type composition between samples can influence the result and lead to erroneous conclusions. Detection of differential gene expression can be caused by actual difference between samples or by difference in cell or tissue composition. Existing methods that address this issue require a lot of additional information and are of limited applicability, especially on plants. We constructed transcriptome map of Arabidopsis thaliana and used it for clustering of genes with similar expression profiles. We developed method "DEClust" which allow distinguishing two cases: changes in gene expression caused by difference between samples and by pattern effect (variation in cell/tissue composition).

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Аннотация: Многие графовые метрики основаны на предположении, что веса графа представляют расстояния между вершинами, которые мы можем складывать. Если считать эти метрики для стохастических матриц случайного блуждания на графе, то физический смысл вероятностей перехода между вершинами теряется (поскольку вероятности переходов перемножаются, а не складываются). Мы предлагаем решать эту проблему использованием отрицательных логарифмов весов ребер. Используя этот прием, мы генерируем признаки на основе метрик, использующих расстояние, для задачи классификации нормы и людей расстройства аутистического спектра методами машинного обучения и получаем результат на уровне ранее опубликованных работ по этой теме.

Аннотация: В работе проведён поиск гидрометеорологических факторов, которые влияют на скорость изменения ледового покрытия на территории Баренцева моря. Определены три основных фактора, построена регрессионная модель зависимости.

Abstract: Persistence is one of the mechanisms that allow a bacterial population to resist environmental change. Upon antibiotic treatment, sensitive cells population can be maintained due to a small portion of persister cells that temporarily reside in a resting state and thus can tolerate adverse conditions and subsequently act as founders of a new population. Bacteriostatic toxins from toxin-antitoxin systems are well-known inducers of persistence. One of such toxin is HipA, a kinase that phosphorylates and inactivates glutamyl-tRNA synthetase. Here we show that peptide-nucleotide antibiotic microcin C (McC), an inhibitor of aspartyl-tRNA synthetase, also acts as a potent inducer of persistence. We characterize host factors that mediate McC-induced persistence and show that in co-cultivation experiments McC-producing cells induce persistence in McC-sensitive non-producing cells. The latter finding suggests that McC, and by extension other toxic Trojan-horse inhibitors, may function not just as inhibitors of bacterial growth but also serve as "quorum-sensing" signals.

Abstract: Mass spectrometry is a relatively new field of study, so, for now, its data processing pipelines look fragmented and challenging. This paper covers the last two steps of such pipelines: generation of features by peak alignment and classification of spectra. A crucial machine learning issue is that, typically, the length of a feature vector significantly exceeds the number of spectra in a sample. We propose some basic ideas for dimensionality reduction based on peaks aggregation and evaluate its efficiency by intensive computational experiments.

Abstract: The paper investigates the problem of fitting protein complexes into electron density maps. They are represented by high-resolution cryoEM density maps converted into overlapping matrices and partly show a structure of a complex. The general purpose is to define positions of all proteins inside it. This problem is known to be NP-hard, since it lays in the field of combinatorial optimization over a set of discrete states of the complex. We introduce quadratic programming approaches to the problem. To find an approximate solution, we convert a density map into an overlapping matrix, which is generally indefinite. Since the matrix is indefinite, the optimization problem for the corresponding quadratic form is non-convex. To treat non-convexity of the optimization problem, we use different convex relaxations to find which set of proteins minimizes the quadratic form best.

Аннотация: Решается задача предсказания биологической активности молекул протеинов (лиганд) с рецепторами: по признакам лиганда необходимо оценить вероятность связывания этой мо- лекулы с одним или несколькими клеточными рецепторами и построить бинарный класси- фикатор. Экспертные знания в области биохимии и фармакологии дают основания пред- полагать, что факты связывания одних и тех же молекул с различными рецепторами не независимы. В данной работе предлагается модель, позволяющая строить предсказания сразу для группы рецепторов, учитывая их схожесть. Модель оценивает условные веро- ятности принадлежности классам. В работе проводится вычислительный эксперимент на реальных данных, в ходе которого предложенная модель сравнивается с независимыми моделями в терминах нескольких функционалов качества.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Аннотация: В цикле наших недавних работ рассматривалась задача управления связанными марковскими цепями. Для нахождения оптимального управления необходимо найти решение набора уравнений динамического программирования. В силу специфики задачи эти уравнения содержали операцию минимизации в правой части, которую необходимо выполнять на каждом шаге интегрирования для каждого состояния системы. Для примера системы трех водохранилищ найден аналитический ответ, что существенно снижает вычислительную сложность. Еще одной особенностью рассматриваемой постановки является наличие нелинейных невыпуклых ограничений на множество управлений. Причем построение выпуклой оболочки этого множества неприменимо, поэтому задача нахождения аналитического ответа является актуальной.

Abstract: Genetic mutations drive evolution and shape variation among and between species. Some of mutations are advantageous, some are neutral, and others are disruptive. Nonsense mutations are the type of disruptive mutations, which results in a premature stop codon. This fact pseudogenizes the gene and effectively disables negative selection at a gene, making subsequent accumulation of nonsynonymous mutations at other positions of the same gene neutral. Our hypothesis is that post-nonsense nonsynonymous mutations will accumulate at the same rate as synonymous mutations and natural selection will not acts or acts weaker against this type of alleles. We verify this hypothesis using genomes of 196 inbred lines of Drosophila melanogaster. There are 1659 genes with 2525 nonsense mutations. Genes with nonsense mutations have selection coefficient 0.23, while genes without this mutation have coefficient 0.13. We decided to divide each gene containing nonsense mutation into two parts: sequences for flies with this mutation and without it, and selection coefficient is 0.39 and 0.22 respectively. It means that negative selection against nonsense alleles is weaker. There are many ways to prove this result and we will try to do it. Also the number of nonsynonymous mutations nested within nonsense alleles may be used to estimate the age distribution of such mutations, and therefore, the period of time for which they segregate in the population.

Аннотация: В данной работе рассматривается передача данных в канале с мощными полосовыми помехами. В качестве сигнально-кодовой конструкции выбрана частотно-позиционная модуляция, кодированная лучшими линейными кодами малой длины. Для приёма данной конструкции ранее использовались декодеры, основанные на критериях согласия Колмогорова-Смирнова и Манна-Уитни-Вилкоксона. В данной работе предложены алгоритмы приёма, основанные на критериях согласия Дарбина. Эти критерии являются более мощными модификациями ранее известных критериев согласия. Для проверки эффективности предложенных декодеров было проведено компьютерное моделирование. Оно показало, что декодеры, основанные на модифицированных критериях (критериях Дарбина), имеют более высокую вероятность ошибки, чем немодифицированные.

Аннотация: Вследствие высокого уровня мутагенеза длины сплайсосомальных интронов могут значительно варьироваться. Многочисленные длинные интроны характерны для многих интрон-богатых организмов (особенно позвоночные). Например, примерно 90% и 40% генов в геномах приматов содержат по крайней мере один интрон длиной более 1000 п.о. и 10000 п.о., соответственно. Другая такая важная характеристика интрона как его фаза, т.е. положение интрона относительно рамки считывания, довольно консервативна. Изменения фазы происходят в результате слайдинга - редкого эволюционного события, заключающегося в перемещении экзон-интронных границ на небольшие расстояния. С помощью выравниваний экзон-интронных структур мы изучили, какие начальные и приобретенные фазы в процессе слайдинга являются наиболее предпочтительными, рассмотрели распределение длин ортологичных интронов и влияние мобильных элементов на длину интрона, а также проанализировали зависимость между фазой и длиной интрона в разных эукариотических организмах.

Аннотация: В данной работе рассказывается об ЭКГ сигнале человека и некоторых методах его анализа. Описано решение задачи классификации моментов сна человека по его ЭКГ с точностью 0.9. Исследование проводилось на базе данных, собранной в рамках программы SAHR (Stress Aging and Health in Russia), в рамках которой были собраны суточные записи ЭКГ 1800 жителей Москвы.

Аннотация: В данной работе рассматривается задача классификации отрезков речи по эмоциональному состоянию. Предложен двухэтапный метод, позволяющий рассматривать высказывания длительностью от одной до нескольких секунд. На первом этапе высказывание делится на перекрывающиеся интервалы, и для каждого из них с помощью глубокой нейронной сети строится распределение вероятности быть в одном из эмоциональных состояний. Затем по эволюции этого распределения во времени принимается решение об эмоции всего высказывания. Алгоритм был проверен на базах IEMOCAP и AIBO и продемонстрировал более высокую точность, чем аналогичные одноэтапные методы.

Аннотация: Адаптивный ландшафт меняется в процессе эволюции под действием двух факторов: изменений условий среды и изменений в геноме, которые влияют на ландшафт через эпистатические взаимодействия. Исследовать динамику этих изменений можно с точки зрения однопозиционных адаптивных ландшафтов. Изучая изменение скорости реверсий и боковых замен в отдельных сайтах на геномных данных позвоночных, насекомых и грибов, мы показали, что приспособленность текущего аллеля растёт с момента его фиксации. При помощи симуляций эволюции на динамическом адаптивном ландшафте мы продемонстрировали, что подобное изменение приспособленности аллеля обсуловлено не флуктуациями условий среды, а изменениями в геноме и эпистатическими взаимодействиями сайтов.

Abstract: The performance of the wireless receiver consisting of an automatic frequency control loop (AFC) over generalized-K fading (KG) channel in the presence of single co-channel interference (CCI) is considered. Novel, closed-form expressions for the average switching rate (ASR) and mean time to loss of lock (MTLL) of an AFC are derived. Obtained results are graphically presented and discussed to show generalization of some previous results, where composite fading environment is not included into consideration

Аннотация: Вследствие высокого уровня мутагенеза длины сплайсосомальных интронов могут значительно варьироваться. Многочисленные длинные интроны характерны для многих интрон-богатых организмов (особенно позвоночные). Например, примерно 90% и 40% генов в геномах приматов содержат по крайней мере один интрон длиной более 1000 п.о. и 10000 п.о., соответственно. Другая такая важная характеристика интрона как его фаза, т.е. положение интрона относительно рамки считывания, довольно консервативна. Изменения фазы происходят в результате слайдинга - редкого эволюционного события, заключающегося в перемещении экзон-интронных границ на небольшие расстояния. С помощью выравниваний экзон-интронных структур мы изучили, какие начальные и приобретенные фазы в процессе слайдинга являются наиболее предпочтительными, рассмотрели распределение длин ортологичных интронов и влияние мобильных элементов на длину интрона, а также проанализировали зависимость между фазой и длиной интрона в разных эукариотических организмах.

Abstract: This paper presents a method of reconstruction a primary structure of a protein that folds into a given geometrical shape. This method predicts the primary structure of a protein and restores its linear sequence of amino acids in the polypeptide chain using the tertiary structure of a molecule. Unknown amino acids are determined according to the principle of energy minimization. This study represents inverse folding problem as a quadratic optimization problem and uses different relaxation techniques to reduce it to the problem of convex optimizations. Computational experiment compares the quality of these approaches on real protein structures.

Аннотация: В работе рассматриваются коды с малой плотностью проверок (МПП-коды) из ансамбля Бернулли, у которых в проверочной матрице единицы расставлены случайно с заданным средним по столбцам и строкам. Проведено исследование корректирующей способности кодов из данного ансамбля при декодировании по итеративному алгоритму исправления стираний с малой сложностью. Впервые представлена нижняя оценка на долю гарантированно исправимых стираний при декодировании МПП-кода из ансамбля Бернулли по алгоритму с малой сложностью.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Аннотация: В данной работе решается задача классификации людей с расстройством аутистического спектра и нормальным развитием на основе сетевых структур головного мозга (коннектомов). Мы сравниваем различные подходы к построению алгоритмов машинного обучения в условиях, когда каждый объект представлен не одним коннектомом, а набором таких сетей, возникающим при применении к исходным данным различных способов взвешивания и нормировки. Мы рассматриваем алгоритмы двухуровневой классификации: стекинга и блендинга моделей, обученных на коннектомах с отдельными видами взвешивания и нормировки. На объединении различных вариантов коннектомов мы также строим discriminative fusion классификатор - логистическую регрессию на взвешенной комбинации данных. Наилучшее качество классификации (ROC AUC порядка 0.8) было получено для блендинга - взвешенной комбинации моделей логистических регрессий; построенная двухуровневая модель превосходит по качеству классификации индивидуальные модели первого уровня.

Аннотация: Хроматин состоит из ДНК и различных гистонов и не-гистоннных белков, которые влияют на регуляцию экспрессии. Считается, что участки ДНК, кодирующие активно транскрибируемые гены, менее плотно упакованы (эухроматин), чем области, кодирующие нетранскрибируемые гены (гетерохроматин).В этом исследовании изучается взаимосвязь между частотой контактов участков хромосом и уровнями экспрессии на геномах Drosophila melanogaster и Homo sapiens. Цель данной работы — проверить гипотезу о том, что участки генома, демонстрирующие аномально высокую суммарную частоту контактов с остальным геномом, находятся преимущественно в неактивном состоянии и содержат эпигенетические маркеры, свидетельствующие о низком уровне экспрессии генов.

Аннотация: В работе исследуются свойства проективно инвариантных построений для овалов с полюсом, а именно — T - и H- поляр. Доказывается, что они пересекаются не менее, чем в трех точках. Для доказательства рассматриваются зависимость между полярами и топологическая структура пересечений касательных к замкнутой кривой с ней самой.

Abstract: Homeostasis, the ability to maintain a relatively constant internal conditions facing perturbations in the environment is one of the most important features of all living organisms. Defects in nutrient homeostasis proven to be critically harmful to both unicellular organisms causing a loss in cell growth and multicellular organisms causing various diseases including cancer.

Abstract: CRISPR-Cas systems are prokaryotic adaptive defence mechanisms that protect cells from bacteriophages and plasmids by targeting foreign DNA and RNA. Some bacteriophages can escape protective action of CRISPR-Cas, though little is known about the mechanisms involved. In our work, we study the interaction of Escherichia coli type I-E CRISPR-Cas system with several phages that employ different strategies of infection. A collection of E. coli strains with inducible cas genes expression and CRISPR arrays carrying spacers targeting different locations in the genomes of bacteriophages λ, T5 and T7 was created. A comparative study of the efficiency of CRISPR interference and CRISPR adaptation during infection of these strains by cognate phages revealed widely different infection efficiencies that depended on the nature of the phage and the location of targeted protospacers in the phage genome. In the case of T5 phage, interference and adaptation was only observed with strains targeting the pre-early region of phage genome, indicating that at later stages of infection the action of CRISPR-Cas system is inhibited by the phage, either directly, or indirectly. With bacteriophages T7 no CRISPR adaptation was observed, replication of phage DNA occurs even at conditions of ongoing CRISPR interference, however extensive regions in both directions from the targeted protospacer are destroyed, presumably due to the function of Cas3 nuclease-helicase.Studies of T7- and λ-targeting cells are currently ongoing. We use live fluorescent microscopy and mathematical modelling to describe phage-host interaction during infection by these phages at conditions of CRISPR targeting.

Аннотация: CRISPR–Cas systems are DNA adaptive immune systems of bacteria and archaea. Based on their cas genes content, CRISPR-Cas systems can be classified into five distinct types: from I to V. There is a further division within each type into subtypes (A, B, C etc). A process of spacer acquisition by a type I-F CRISPR-Cas system was studied. Two model systems for type I-F system investigation were used: I-F CRISPR-Cas system from P. aeruginosa UCBPP-PA14 in a surrogate E. coli BL21-AI host and E. coli ED1a strain which has a I-F subtype CRISPR-Cas system of its own. High throughput sequence of expanded CRISPR cassettes was conducted to determine composition of new spacers’ pool and to find out consistent patterns of their acquisition during adaptation. The both types of adaptation - naïve and primed – were observed. In case of primed adaptation a gradient of acquisition efficiency around the priming site and a strand bias were detected.

Abstract: One of the open questions of plant genomics is whether there are higher plants without a plastid genome. This is theoretically possible if genes in the plastid genome are either lost or transferred to the nuclear genome. Here, we present an analysis of Rhopalocnemis phalloides, a parasitic plant that, as it follows from genomic DNA sequencing, lacks the plastid genome. Apart from searching for the plastid genome, we also assembled its mitochondrial genome, which contains a number of fragments, transferred from the plastid genome when it was not yet lost. Analysis of these fragments gives us clues to the order of gene losses in the plastid genome.

Аннотация: В настоящей работе на 13 здоровых испытуемых исследовали влияние движений верхних конечностей при выполнении различных двигательных задач на величину Н-рефлекса камбаловидной мышцы при стационарных ногах в условиях разгрузки. Регистрировали Н-рефлексы при произвольных ритмических противофазных движениях рук, произвольных ритмических движениях рук совместно с движениями в лучезапястных суставах, движениях только кистей, движениях только одной руки с нагрузкой ~6Н и без неё. Движения одной или обеих рук не оказывали влияния на Н-рефлекс камбаловидной мышцы по сравнению с неподвижными руками. Как подключение движений в лучезапястных суставах к движениям рук, так и выполнение движений только в этих суставах приводили к облегчению Н-ответов. Нагружение руки значимо понижало амплитуды Н-ответов по сравнению с ответами при движении ненагруженной руки и по сравнению с неподвижными руками. Полученные результаты служат доказательством существования связей между дистальными отделами верхних и нижних конечностей на нейронном уровне, а также подтверждают значительную роль ритмических движений рук совместно с движениями кистей в модуляции рефлекторной возбудимости ног.

Аннотация: В настоящей работе исследовали активность мышц рук у пациентов с болезнью Паркинсона (БП) при выполнении постуральных и постурально-кинетических задач, включающих изометрическое напряжение мышц либо обеих рук, либо одной руки в сочетании с циклическими движениями контралатеральной руки. Проводилась количественная оценка влияния двигательной задачи и медикаментозной терапии на мышечную активность и ее асимметрию у больных по амплитудным, частотным, морфологическим и нелинейным параметрам поверхностной электромиограммы (ЭМГ). Проявления асимметрии мышечной активности у пациентов с БП соответствовали клинически выявленной асимметрии двигательных нарушений и существенно превосходили физиологическую асимметрию мышечной активности у контрольной группы. Прием лекарственных препаратов приводил к изменению амплитудных и частотных параметров ЭМГ, но почти не оказывал влияния на морфологические и нелинейные параметры, которые, в свою очередь, более точно отражают нарушения нейромышечной регуляции при выполнении постурально-кинетических задач.

Аннотация: В данной работе у здоровых испытуемых исследовали степень возбудимости нейронов моторной коры головного мозга методом транскраниальной магнитной стимуляции представительств мышц руки в моторной коре. Исследование проводилось в условиях разгрузки верхних конечностей при стационарных нижних конечностях. Проводили сравнение величин моторных вызванных потенциалов, регистрируемых в мышцах руки, в условиях без и с применением вибрации мышц плеча и предплечья. Показано, что вибрация мышц вывешенной руки в значительной степени потенциировала моторные ответы в вибрируемой мышце, оказывая при этом облегчающее влияние на возбудимость нейронов моторной коры представительств других мышц руки. При этом наиболее сильное потенцирующее влияние на моторные ответы в мышцах руки оказывала вибрация задней головки дельтовидной мышцы. Вибрация мышц предплечья, которые не участвуют в локомоторном акте, оказывала облегчающее влияние на моторные ответы мышцах плеча. Таким образом, показано, что активация проприоцепторов верхних конечностей вибрацией их мышц существенно влияет на возбудимость нейронов моторной коры, и это влияние зависит от вибрируемой мышцы.

Аннотация: Современные методы сбора информации позволяют получать достаточно широкий круг фенотипических данных человека в норме и при различных заболеваниях. В настоящей работе применены методы машинного обучения для анализа взаимоотношений фенотипа и тяжести генетической мутации на примере болезни Гентингтона - модельного нейродегенеративного заболевания. Итоговая модель относительно точно предсказывает число CAG-повторов в гене гентингтина (HTT). Более того, среди более чем 240 признаков удалось выделить два наиболее важных, которые дают качество предсказания, близкое к качеству предсказания модели, построенной на всех признаках.

Аннотация: CRISPR–Cas systems are DNA adaptive immune systems of bacteria and archaea. Based on their cas genes content, CRISPR-Cas systems can be classified into five distinct types: from I to V. There is a further division within each type into subtypes (A, B, C etc). A process of spacer acquisition by a type I-F CRISPR-Cas system was studied. Two model systems for type I-F system investigation were used: I-F CRISPR-Cas system from P. aeruginosa UCBPP-PA14 in a surrogate E. coli BL21-AI host and E. coli ED1a strain which has a I-F subtype CRISPR-Cas system of its own. High throughput sequence of expanded CRISPR cassettes was conducted to determine composition of new spacers’ pool and to find out consistent patterns of their acquisition during adaptation. The both types of adaptation - naïve and primed – were observed. In case of primed adaptation a gradient of acquisition efficiency around the priming site and a strand bias were detected.

Аннотация: В данной работе мы распространяем результат п. 3 статьи Гасников А.В. и др., 2016 на смешанные модели равновесного распределния потоков в транспортной сети. Часть ребер в такой сети имеют затраты на прохождение ребра как в модели Бекмана, другая часть как в модели стабильной динамики, что требует разработки новых методов оптимизации для поиска равновесного распределения потоков в такой сети.

Аннотация: Многие эпигеномные свойства генома определяют частоту возникновения мутаций в различных участках генома, что приводит к возникновению различных типов рака. В частности, важную роль играет организация хроматина. Известно, что организация хроматина ткани, в которой возник рак, определяет мутационный ландшавт данного рака. В тоже время, существуют различные мутационные процессы, которые формируют раковый геном. Многие из них ассоциированы с определенным типом рака. Каждый мутационный процесс имеет свой механизм порождения мутаций, который определяет характерный для него контекст и тип мутации (мутационную подпись) в геноме. В данной работе показано, что скорость возникновения мутаций в геноме рака определяется не только эпигеномным ландшавтом, но и набором мутационных процессов, причем последние играют в опделении большую роль.

Аннотация: The discovery of antibiotics is one of the most important advances in the history of humankind. But bacteria have been fighting back, developing resistance to our most potent molecules. Thus, the search of new antibiotics should be among the prioritized areas of biomedical studies. Microcin C (McC), produced by some enterobacteria, and related compounds, are Trojan-horse inhibitors of protein synthesis targeting aspartyl-tRNA synthetases. McC is a small ribosomally synthetized peptide which undergoes post-translational adenylation at the C-terminus. The peptide part of McC facilitates transport of the whole molecule through the cell membrane. The transport module is subsequently removed, releasing a toxic warhead – non-hydrolyzable aspartyl-adenylate – inside the cell. Originally McC was found in E. coli but recent bioinformatic analysis has revealed that mcc-like operons are widespread among different bacterial families. Some of these operons contain genes of unknown function (indicated as X-genes). Presence of such genes presumes the existence of previously undescribed modification pathways. In our work we focused on the genes X0 and X1 presented in two mcc-like operons: from Bacillus amyloliquefaciens and Yersinia pseudotuberculosis. The results expand the repertoire of known enzymatic modifications of peptides that can be used to obtain new biological activities while avoiding or limiting bacterial resistance. Acknowledgements: RNF 16-14-10356.

Abstract: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins is an adaptive defense system in prokaryote. Because of its ability to make targeted and precise changes in the genome, CRISPR/Cas genome editing system became a perspective tool in a wide spectrum of molecular biology tasks. However, many aspects of its mechanism remain unclear.

Abstract: Persistence is one of the mechanisms that allow a bacterial population to resist environmental change. Upon antibiotic treatment, sensitive cells population can be maintained due to a small portion of persister cells that temporarily reside in a resting state and thus can tolerate adverse conditions and subsequently act as founders of a new population. Bacteriostatic toxins from toxin-antitoxin systems are well-known inducers of persistence. One of such toxin is HipA, a kinase that phosphorylates and inactivates glutamyl-tRNA synthetase. Here we show that peptide-nucleotide antibiotic microcin C (McC), an inhibitor of aspartyl-tRNA synthetase, also acts as a potent inducer of persistence. We characterize host factors that mediate McC-induced persistence and show that in co-cultivation experiments McC-producing cells induce persistence in McC-sensitive non-producing cells. The latter finding suggests that McC, and by extension other toxic Trojan-horse inhibitors, may function not just as inhibitors of bacterial growth but also serve as "quorum-sensing" signals.

Abstract: AR9 bacteriophage possesses uracil containing double-stranded DNA genome and belongs to a family of PhiKZ-related phages. Phages of this group uniquely harbor in their genomes genes encoding distant homologs of the largest subunits of cellular RNA polymerases (RNAPs). Products of these genes were suggested form two non-canonical multisubunit RNAPs of the phage – virion RNAP that is injected into a bacterium along with phage DNA to transcribe early phage genes and non-virion RNAP (nvRNAP), which is composed of early gene products and transcribes late phage genes including virion RNAP genes. Since no genes encoding homologs of any other compulsory components of cellular RNAPs were identified in viral genomes, RNAPs of PhikZ-related phages are constitute an attractive model for comparative analysis of transcription mechanism and RNAP evolution.

Abstract: CRISPR-Cas systems are prokaryotic adaptive defence mechanisms that protect cells from bacteriophages and plasmids by targeting foreign DNA and RNA. Some bacteriophages can escape protective action of CRISPR-Cas, though little is known about the mechanisms involved. In our work, we study the interaction of Escherichia coli type I-E CRISPR-Cas system with several phages that employ different strategies of infection. A collection of E. coli strains with inducible cas genes expression and CRISPR arrays carrying spacers targeting different locations in the genomes of bacteriophages λ, T5 and T7 was created. A comparative study of the efficiency of CRISPR interference and CRISPR adaptation during infection of these strains by cognate phages revealed widely different infection efficiencies that depended on the nature of the phage and the location of targeted protospacers in the phage genome. In the case of T5 phage, interference and adaptation was only observed with strains targeting the pre-early region of phage genome, indicating that at later stages of infection the action of CRISPR-Cas system is inhibited by the phage, either directly, or indirectly. With bacteriophages T7 no CRISPR adaptation was observed, replication of phage DNA occurs even at conditions of ongoing CRISPR interference, however extensive regions in both directions from the targeted protospacer are destroyed, presumably due to the function of Cas3 nuclease-helicase.Studies of T7- and λ-targeting cells are currently ongoing. We use live fluorescent microscopy and mathematical modelling to describe phage-host interaction during infection by these phages at conditions of CRISPR targeting.

Аннотация: CRISPR–Cas systems are DNA adaptive immune systems of bacteria and archaea. Based on their cas genes content, CRISPR-Cas systems can be classified into five distinct types: from I to V. There is a further division within each type into subtypes (A, B, C etc). A process of spacer acquisition by a type I-F CRISPR-Cas system was studied. Two model systems for type I-F system investigation were used: I-F CRISPR-Cas system from P. aeruginosa UCBPP-PA14 in a surrogate E. coli BL21-AI host and E. coli ED1a strain which has a I-F subtype CRISPR-Cas system of its own. High throughput sequence of expanded CRISPR cassettes was conducted to determine composition of new spacers’ pool and to find out consistent patterns of their acquisition during adaptation. The both types of adaptation - naïve and primed – were observed. In case of primed adaptation a gradient of acquisition efficiency around the priming site and a strand bias were detected.

Аннотация: The discovery of antibiotics is one of the most important advances in the history of humankind. But bacteria have been fighting back, developing resistance to our most potent molecules. Thus, the search of new antibiotics should be among the prioritized areas of biomedical studies. Microcin C (McC), produced by some enterobacteria, and related compounds, are Trojan-horse inhibitors of protein synthesis targeting aspartyl-tRNA synthetases. McC is a small ribosomally synthetized peptide which undergoes post-translational adenylation at the C-terminus. The peptide part of McC facilitates transport of the whole molecule through the cell membrane. The transport module is subsequently removed, releasing a toxic warhead – non-hydrolyzable aspartyl-adenylate – inside the cell. Originally McC was found in E. coli but recent bioinformatic analysis has revealed that mcc-like operons are widespread among different bacterial families. Some of these operons contain genes of unknown function (indicated as X-genes). Presence of such genes presumes the existence of previously undescribed modification pathways. In our work we focused on the genes X0 and X1 presented in two mcc-like operons: from Bacillus amyloliquefaciens and Yersinia pseudotuberculosis. The results expand the repertoire of known enzymatic modifications of peptides that can be used to obtain new biological activities while avoiding or limiting bacterial resistance. Acknowledgements: RNF 16-14-10356.

Аннотация: Рассматривается задача агрегации прогнозов специализированных экспертных стратегий.Предложена модификация агрегирующего алгоритма AdaHedge на тот случай когда в некоторые моменты времени некоторые специализированные стратегии воздерживаются от предсказаний. Получена верхняя оценка ошибки такого частичного смешивания прогнозов - регрета агрегирующей стратегии. Оценки ошибки получены в наихудшем случае, когда не делается никаких предположений о механизме, лежащем в основе источника исходных данных. Проведено тестирование предложенного алгоритма на реальных данных о товарообороте торговой сети. Представлены численные результаты и оценки регрета.

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Abstract: Chlamydia are ancient intracellular pathogens with reduced through strikingly stable genome. Unlike many other intracellular pathogens, they seem to have successfully overcome the negative consequences the so-called "Muller's ratchet" resulting from low efficient population size and weakened purifying selection. In this work, we applied pan-genomic approach to trace evolutionary history of the individual orthologous groups of genes from genus Chlamydia and to identify the potential sources of their successful niche adaptation and maintenance of genomic stability.

Аннотация: В данной работе предлагается новый метод для выделения сообществ в графах. Основные преимущества метода --- отсутствие необходимости задавать искомое число кластеров и возможность теоретического анализа. Разработка алгоритма ведется в рамках распространенной модели генерации случайных графов с кластерной структурой --- stochastic block model. Кластеры описываются в терминах матрицы весов. Алгоритм итеративный: на каждой итерации матрица весов пересчитывается в соответствии с некоторым правилом. При этом правило строится с помощью некоторой тестовой статистики, основанной на частотах ребер внутри и между текущими кластерами. Приводится детальное описание алгоритма с псевдокодом. Обсуждаются некоторые теоретические свойства тестовой статистики, в частности, теорема Вилкса. В конце проводится экспериментальное исследование на модельных и реальных данных, результаты работы сравниваются с классическими алгоритмами выделения сообществ.

Аннотация: В данной работе рассмотрена задача выделения сообществ — групп вершин в графе, плотно связанных между собой, но не с остальной частью графа. Известно множество подходов для выделения непересекающихся сообществ. Гораздо меньше внимания уделено случаю пересекающихся групп. В работе предложен новый метод решения задачи на взвешенных графах с пересекающимися группами вершин. Метод является обобщением алгоритма BigClam. В конце работы приведены эксперименты. Сравнение с другими методами решения задачи показали, что предложенные в статье алгоритмы работают на уровне современных аналогов, но не лучше их. Особое внимание уделено методам инициализации BigClam, предложено несколько улучшений, которые ускоряет алгоритм и позволяет сойтись к лучшему значению функции.

Abstract: Gap junctions (GJ) are one of the most common forms of intercellular communication. GJs are composed of proteins that form a channel connecting the cytoplasm of adjacent cells. Two unrelated protein families are involved in this function; connexins, which are found only in chordates, and pannexins/innexins, which are present in both chordate and invertebrate genomes. We have hypothesized that pannexins are universal GJ proteins of the multicellular animals, distinct from connexins that are characteristic only of chordates. Pannexins are found in Chordates, Ctenophores, Cnidarians, and in most major groups of bilateral protostomes. However, there are animals that lack pannexins. To reconstruct the evolution of Metazoa pannexins, we used proteins from different species available in different databases and our own datasets. Usually only one precursor pannexin gene was acquired vertically from their common ancestor and was then diversified independently in each animal phylum.

Abstract: The marine mollusk Clione limacina is a convenient model organism for electrophysiological studies. The patterns of activity of different neurons involved in behavior like locomotion, hunting etc. are well known. In our experiments, the central nervous system was isolated and electrical activity was recorded from 1A and 2A locomotor motoneurons. The use of L15 culture medium and a liquid lid method allowed keeping isolated brain alive for several days. One of the main issues in full sensory deprivation experiments is an elimination of all sensory input signals. That is why Clione is a very good model. All sensory organs like eyes, statocysts and olfactory ganglia that are directly attached to the isolated brain could be specifically removed. Slow endogenous activities, found in Clione isolated brain could be viewed as related to sleep mechanism in other animals and this type of preparation can contribute to the full sensory deprivation studies.

Аннотация: Ряд практических задач в инженерии, финансах и медицине можно сформулировать в виде проблемы детектирования аномалий. Классическим методом решения подобной задачи является описание нормального состояния, которое может быть сделано с помощью одноклассовой классификации. В данной статье представлен новый алгоритм одноклассовой классификации. Его отличие от остальных алгоритмов -- использование привилегированной информации. Предложена формальная постановка задачи с учетом привилегированной информации на этапе обучения. Сформулирована соответствующая оптимизационная задача, а так же представлен способ сведения ее к двойственной задаче, которая может быть эффективно решена. Результаты численных экспериментов для реальных и искусственных данных показали высокую эффективность предложенного подхода.

Abstract: AR9 bacteriophage possesses uracil containing double-stranded DNA genome and belongs to a family of PhiKZ-related phages. Phages of this group uniquely harbor in their genomes genes encoding distant homologs of the largest subunits of cellular RNA polymerases (RNAPs). Products of these genes were suggested form two non-canonical multisubunit RNAPs of the phage – virion RNAP that is injected into a bacterium along with phage DNA to transcribe early phage genes and non-virion RNAP (nvRNAP), which is composed of early gene products and transcribes late phage genes including virion RNAP genes. Since no genes encoding homologs of any other compulsory components of cellular RNAPs were identified in viral genomes, RNAPs of PhikZ-related phages are constitute an attractive model for comparative analysis of transcription mechanism and RNAP evolution.

Аннотация: В настоящей работе на 13 здоровых испытуемых исследовали влияние движений верхних конечностей при выполнении различных двигательных задач на величину Н-рефлекса камбаловидной мышцы при стационарных ногах в условиях разгрузки. Регистрировали Н-рефлексы при произвольных ритмических противофазных движениях рук, произвольных ритмических движениях рук совместно с движениями в лучезапястных суставах, движениях только кистей, движениях только одной руки с нагрузкой ~6Н и без неё. Движения одной или обеих рук не оказывали влияния на Н-рефлекс камбаловидной мышцы по сравнению с неподвижными руками. Как подключение движений в лучезапястных суставах к движениям рук, так и выполнение движений только в этих суставах приводили к облегчению Н-ответов. Нагружение руки значимо понижало амплитуды Н-ответов по сравнению с ответами при движении ненагруженной руки и по сравнению с неподвижными руками. Полученные результаты служат доказательством существования связей между дистальными отделами верхних и нижних конечностей на нейронном уровне, а также подтверждают значительную роль ритмических движений рук совместно с движениями кистей в модуляции рефлекторной возбудимости ног.

Аннотация: В настоящей работе исследовали активность мышц рук у пациентов с болезнью Паркинсона (БП) при выполнении постуральных и постурально-кинетических задач, включающих изометрическое напряжение мышц либо обеих рук, либо одной руки в сочетании с циклическими движениями контралатеральной руки. Проводилась количественная оценка влияния двигательной задачи и медикаментозной терапии на мышечную активность и ее асимметрию у больных по амплитудным, частотным, морфологическим и нелинейным параметрам поверхностной электромиограммы (ЭМГ). Проявления асимметрии мышечной активности у пациентов с БП соответствовали клинически выявленной асимметрии двигательных нарушений и существенно превосходили физиологическую асимметрию мышечной активности у контрольной группы. Прием лекарственных препаратов приводил к изменению амплитудных и частотных параметров ЭМГ, но почти не оказывал влияния на морфологические и нелинейные параметры, которые, в свою очередь, более точно отражают нарушения нейромышечной регуляции при выполнении постурально-кинетических задач.

Аннотация: В данной работе у здоровых испытуемых исследовали степень возбудимости нейронов моторной коры головного мозга методом транскраниальной магнитной стимуляции представительств мышц руки в моторной коре. Исследование проводилось в условиях разгрузки верхних конечностей при стационарных нижних конечностях. Проводили сравнение величин моторных вызванных потенциалов, регистрируемых в мышцах руки, в условиях без и с применением вибрации мышц плеча и предплечья. Показано, что вибрация мышц вывешенной руки в значительной степени потенциировала моторные ответы в вибрируемой мышце, оказывая при этом облегчающее влияние на возбудимость нейронов моторной коры представительств других мышц руки. При этом наиболее сильное потенцирующее влияние на моторные ответы в мышцах руки оказывала вибрация задней головки дельтовидной мышцы. Вибрация мышц предплечья, которые не участвуют в локомоторном акте, оказывала облегчающее влияние на моторные ответы мышцах плеча. Таким образом, показано, что активация проприоцепторов верхних конечностей вибрацией их мышц существенно влияет на возбудимость нейронов моторной коры, и это влияние зависит от вибрируемой мышцы.

Abstract: Антибиотики, используемые сейчас, и те, которые только будут разработаны, оказывают селективное давление на бактерии, что способствует появлению устойчивых штаммов и, в конечном счете, делает антибиотики неэффективными. В настоящее время большие усилия направлены на поиск полностью новой парадигмы антимикробной терапии для дополнения традиционной с использованием антибактериальных малых молекул. Одним из потенциально успешных подходов с минимальным селективным давлением может стать стратегия секвестрирования железа. Практически все микробные патогены требуют для своего роста присутствия железа в среде. Ранее было показано, что человеческий рекомбинантный апо-трансферрин (чрТРФ) ингибирует рост Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii и Candida albicans и имеет синергический эффект с рифампицином. Целью работы было определить имеется ли in vitro синергизм между чрТРФ и стандартными антибиотиками, используемыми для лечения чувствительных и резистентных штаммов A. baumannii. А также показать кинетику комбинированной терапии in vitro и установить, может ли она снизить частоту появления устойчивых штаммов A. baumannii.

Abstract: In this paper, we consider a probabilistic setting where the probability measures are considered to be random objects. The main focus lies on Gaussian probability measures with commuting covariance matrices for which we prove the explicit form of the population barycenter and the consistency of the sample estimate. In addition, we proof the validity of a bootstrap procedure that allows to compute confidence sets for the population barycenter of this distribution.

Аннотация: В проблеме выбора модели мы рассматриваем два метода: несмещенную оценку риска и и "наименьшее допустимое". Мы предлагаем их модификации для случая баесовской постановки задачи линейной регрессии.

Abstract: Homeostasis, the ability to maintain a relatively constant internal conditions facing perturbations in the environment is one of the most important features of all living organisms. Defects in nutrient homeostasis proven to be critically harmful to both unicellular organisms causing a loss in cell growth and multicellular organisms causing various diseases including cancer.

Abstract: Precisely coordinated synthesis of ribosomal proteins is crucial for ribosome assembly. More than half of the ribosomal proteins in Escherichia coli are known to be controlled by distinct RNA regulatory elements situated in their own mRNA. In some cases such regulatory elements mimic the ribosomal RNA site where the regulated proteins may bind, hence providing a negative feedback from levels of ribosomal proteins. This mimicry mechanism may be effected by structurally different elements bound by orthologous proteins in distinct species. Because of that, existence of the structure potential, and not its exact form, is conserved. Hence, minimal free energy (MFE) based search tools may be more relevant than methods relying on the evolutionary conservation of RNA secondary structures. Here, we use a novel MFEbased comparative genomic approach to detect such nonhomologous RNA regulatory elements and identify new ribosomal protein binding to such structures.

Аннотация: Многие эпигеномные свойства генома определяют частоту возникновения мутаций в различных участках генома, что приводит к возникновению различных типов рака. В частности, важную роль играет организация хроматина. Известно, что организация хроматина ткани, в которой возник рак, определяет мутационный ландшавт данного рака. В тоже время, существуют различные мутационные процессы, которые формируют раковый геном. Многие из них ассоциированы с определенным типом рака. Каждый мутационный процесс имеет свой механизм порождения мутаций, который определяет характерный для него контекст и тип мутации (мутационную подпись) в геноме. В данной работе показано, что скорость возникновения мутаций в геноме рака определяется не только эпигеномным ландшавтом, но и набором мутационных процессов, причем последние играют в опделении большую роль.

Abstract: The performance of the wireless receiver consisting of an automatic frequency control loop (AFC) over generalized-K fading (KG) channel in the presence of single co-channel interference (CCI) is considered. Novel, closed-form expressions for the average switching rate (ASR) and mean time to loss of lock (MTLL) of an AFC are derived. Obtained results are graphically presented and discussed to show generalization of some previous results, where composite fading environment is not included into consideration

Abstract: The performance of the wireless receiver consisting of an automatic frequency control loop (AFC) over generalized-K fading (KG) channel in the presence of single co-channel interference (CCI) is considered. Novel, closed-form expressions for the average switching rate (ASR) and mean time to loss of lock (MTLL) of an AFC are derived. Obtained results are graphically presented and discussed to show generalization of some previous results, where composite fading environment is not included into consideration

Аннотация: В рамках теории предсказаний с использованием экспертных стратегий рассматривается задача отслеживание наилучшей траектории экспертных решений - метод FixedShare. Предложен мета-алгоритм, решающий эту задачу, который построен на основе современной модификации алгоритма экспоненциального смешивания - алгоритме AdaHedge. Получена оценка регрета предложенного алгоритма. В рамках данного подхода не делается никаких стохастических предположений об источнике исходных данных и об ограниченности потерь.

Аннотация: В сетях Wi-Fi нового поколения можно заметить очевидную тенденцию к росту и увеличению уровня гетерогенности. В них осуществляется одновременная поддержка устройств различного типа, например, устройств Интернета вещей и обычных мобильных телефонов и ноутбуков. Стандарт определяет набор механизмов, позволяющих эффективно организовать процесс передачи разнородных потоков данных, имеющих различные требования к скорости передачи и к задержке. Однако все эти механизмы неприменимы на момент подключения устройств к сети, ведь устройств в сетях Интернета вещей может быть очень много. Использование же стандартных для сетей Wi-Fi механизмов передачи данных при подключении к сети приводит к неэффективному использованию канальных ресурсов и повышению энергопотребления, критичному для мобильных устройств и устройств Интернета вещей. Для решения данной проблемы в дополнении к стандарту Wi-Fi IEEE 802.11ah описан протокол централизованного управления процессом присоединения устройств. Мы исследовали данный протокол и разработали алгоритмы, позволяющие адаптивно выбирать параметры протокола для уменьшения времени присоединения станций к сети.

Abstract: In recent years navigation on the basis of computation of the camera path and the distance to obstacles with the aid of field of image motion velocities (i.e. optical flow, OF) became highly demanded particularly in the area of relatively small and even micro unmanned aerial vehicles (UAV). Video sequences captured by onboard camera gives the possibility of the OF calculation with the aid of relatively simple algorithms, like Lucas-Kanade. The complete OF is the linear function of linear and angular velocities of the UAV which provides an additional means fot the navigation parameters estimation. Such UAV navigation approach presumes that on-board camera gives the video sequence of the underlying surface images providing the information about the UAV evolutions. Navigation parameters are extracted on the basis of exact formulas for OF which gives the description of the observation process for estimation based on Kalman filtering. One can expect the high accuracy of the estimated parameters (linear and angular velocities) because their number is substantially less than the number of measurements (practically the number of the camera pixels).

Аннотация: В цикле наших недавних работ рассматривалась задача управления связанными марковскими цепями. Для нахождения оптимального управления необходимо найти решение набора уравнений динамического программирования. В силу специфики задачи эти уравнения содержали операцию минимизации в правой части, которую необходимо выполнять на каждом шаге интегрирования для каждого состояния системы. Для примера системы трех водохранилищ найден аналитический ответ, что существенно снижает вычислительную сложность. Еще одной особенностью рассматриваемой постановки является наличие нелинейных невыпуклых ограничений на множество управлений. Причем построение выпуклой оболочки этого множества неприменимо, поэтому задача нахождения аналитического ответа является актуальной.

Аннотация: В данной работе рассматривается задача классификации отрезков речи по эмоциональному состоянию. Предложен двухэтапный метод, позволяющий рассматривать высказывания длительностью от одной до нескольких секунд. На первом этапе высказывание делится на перекрывающиеся интервалы, и для каждого из них с помощью глубокой нейронной сети строится распределение вероятности быть в одном из эмоциональных состояний. Затем по эволюции этого распределения во времени принимается решение об эмоции всего высказывания. Алгоритм был проверен на базах IEMOCAP и AIBO и продемонстрировал более высокую точность, чем аналогичные одноэтапные методы.

Abstract: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins is an adaptive defense system in prokaryote. Because of its ability to make targeted and precise changes in the genome, CRISPR/Cas genome editing system became a perspective tool in a wide spectrum of molecular biology tasks. However, many aspects of its mechanism remain unclear.

Abstract: CRISPR-Cas systems are prokaryotic adaptive defence mechanisms that protect cells from bacteriophages and plasmids by targeting foreign DNA and RNA. Some bacteriophages can escape protective action of CRISPR-Cas, though little is known about the mechanisms involved. In our work, we study the interaction of Escherichia coli type I-E CRISPR-Cas system with several phages that employ different strategies of infection. A collection of E. coli strains with inducible cas genes expression and CRISPR arrays carrying spacers targeting different locations in the genomes of bacteriophages λ, T5 and T7 was created. A comparative study of the efficiency of CRISPR interference and CRISPR adaptation during infection of these strains by cognate phages revealed widely different infection efficiencies that depended on the nature of the phage and the location of targeted protospacers in the phage genome. In the case of T5 phage, interference and adaptation was only observed with strains targeting the pre-early region of phage genome, indicating that at later stages of infection the action of CRISPR-Cas system is inhibited by the phage, either directly, or indirectly. With bacteriophages T7 no CRISPR adaptation was observed, replication of phage DNA occurs even at conditions of ongoing CRISPR interference, however extensive regions in both directions from the targeted protospacer are destroyed, presumably due to the function of Cas3 nuclease-helicase.Studies of T7- and λ-targeting cells are currently ongoing. We use live fluorescent microscopy and mathematical modelling to describe phage-host interaction during infection by these phages at conditions of CRISPR targeting.

Abstract: Robustness of statistical models for Differential Gene Expression of RNA-seq Alexey Stupnikov, Frank Emmert-Streib, Darragh McArt RNA -seq is an NGS-based technology, that allows to perform various types of transcriptome analysis. During recent years RNA-seq was also widely used for Differential Gene Expression (DGE) analysis. Other applications of RNA-seq include SNP calling and Gene Fusion analysis. Robustness, i.e. the difference of analysis' outcome caused by data shifts or perturbations is one of the key characteristics of any computational method. By specifying the data alterations type, different types of robustness' can be defined. We compare the performance of several popular types of analysis on RNA-seq data, and explore their robustness to simulated altering of RNA-seq experiment parameters.

Abstract: In this paper, we consider a probabilistic setting where the probability measures are considered to be random objects. The main focus lies on Gaussian probability measures with commuting covariance matrices for which we prove the explicit form of the population barycenter and the consistency of the sample estimate. In addition, we proof the validity of a bootstrap procedure that allows to compute confidence sets for the population barycenter of this distribution.

Аннотация: Многие эпигеномные свойства генома определяют частоту возникновения мутаций в различных участках генома, что приводит к возникновению различных типов рака. В частности, важную роль играет организация хроматина. Известно, что организация хроматина ткани, в которой возник рак, определяет мутационный ландшавт данного рака. В тоже время, существуют различные мутационные процессы, которые формируют раковый геном. Многие из них ассоциированы с определенным типом рака. Каждый мутационный процесс имеет свой механизм порождения мутаций, который определяет характерный для него контекст и тип мутации (мутационную подпись) в геноме. В данной работе показано, что скорость возникновения мутаций в геноме рака определяется не только эпигеномным ландшавтом, но и набором мутационных процессов, причем последние играют в опделении большую роль.

Аннотация: Трёхиглая колюшка, живущая в морской воде, способна заселять пресноводные водоёмы и за эволюционно короткое время адаптироваться к новым условиям среды обитания. В пресноводных популяциях, независимо возникших из общей предковой морской популяции, наблюдаются признаки параллельной эволюции: положительному отбору подвержены одни и те же аллели, редкие в предковой популяции. При сравнении геномов особей из пресноводных и морских популяций были определены участки, содержащие большое количество различий между ними по сравнению со средним значением по геному, называемые островами дивергенции. Регуляция экспрессии генов является важным фактором поддержания жизнеспособности популяции в меняющихся условиях. В данной работе проведён анализ данных по уровню экспрессии генов в особях из морских и пресноводных популяций, полученных методом гибридизации кДНК на микрочипе. Было показано наличие особых свойств островов дивергенции: локализованные в них гены дифференциально экспрессируются значимо чаще, чем в геноме, а уровень их экспрессии в пресноводной популяции преимущественно выше, чем в морской, что не наблюдается в целом по геному.

Аннотация: Трёхиглая колюшка является моделью для изучения эволюции. Данный вид способен быстро адаптироваться к пресноводной среде обитания за время порядка нескольких десятков поколений. Было показано, что высокая скорость адаптации обусловлена наличием в морской популяции на низкой частоте пресноводных аллелей. Когда морская колюшка попадает в пресную воду, отбор начинает действовать на пресноводные аллели, и при сравнении геномов двух популяций можно видеть регионы с повышенным содержанием различных нуклеотидных позиций (острова дивергенции). При анализе ДНК популяций Белого моря и Камчатки было выявлено, что несмотря на параллельную эволюцию, множество островов находятся только в отдельных популяциях, и не находятся в других. Тем не менее, было найдено 4 острова, которые присутствуют не только у всех Беломорских, но находятся и в Камчатских популяциях, которые вероятно содержат в себе мишени отбора, критические для адаптации. В ходе исследования была проведена оценка степени вариации адаптации колюшки на молекулярном уровне, найдены гены, и в некоторых случаях конкретные мутации, которые находятся под отбором в каждой изученной популяции.

Abstract: In the present talk we consider local laws for random symmetric and sample covariance matrices. The related result for adjacency matrices of random graphs will be given as well. We also demonstrate some applications of these results to the delocalization of eigenvectors of random matrices, localization of eigenvalues and the rate of convergence to the corresponding limiting distributions. The talk will be based on joint results of A. Naumov, A. Tikhomirov and F. Gotze.

Abstract: In this paper we propose the formal description of time-denoting adverbs such as TODAY, YESTERDAY and TOMORROW. Our description is compatible with the model of time implemented in the semantic analyzer of the ETAP-3 system. This model is suitable for the automated time reasoning. We also describe some peculiar features of the adverbs in question.

Аннотация: В работе было произведено исследование алгоритмов обработки хромато-масс-спектрограмм для решения задач классификации. Был изучен вопрос возможности разделения отдельных липидов и способы решения задачи выравнивания хромато-масс-спектрограмм инструментами машинного обучения. Был создан алгоритм генерации признаков на основе частично обработанных данных. Для оценки качества работы алгоритма, были построены классификаторы на базе спектров 485 образцов липидного состава тканей головного мозга, позволяющие диагностировать такие заболевания, как аутизм и шизофрения. Результаты созданных классификаторов сравнивались с лучшими классификаторами, построенных на признаках, созданных существующими алгоритмами генерации признаков. Так же был исследован вопрос возможности классификации пола и расы человека по той же выборке спектров

Abstract: In this work, graph spectra of the normalized graph Laplacians of brain networks (connectomes) are used for solving the task of classifying autism spectrum disorder against typical development. We find the most informative group of eigenvalues by introducing a window and sliding it through all possible positions. We next assume that these values are sampled from a Dirichlet distribution and build a linear model with a single feature that is based on estimation of a Dirichlet parameter. The proposed classifier outperforms the baseline in terms of both mean ROC AUC value (0.74) and stability of ROC AUC values to the variations in the data. Classifiers that implemented a similar approach but used geometric distances instead of statistical methods showed worse performance. This implies that the Dirichlet distribution might be a useful tool for the analysis of normalized Laplacian spectra when solving tasks of classifying brain networks.

Abstract: Matrix completion is a problem of filling in missing en- tries of a partially observed matrix. Such problems arise in fields like recommendation systems and click-through rate prediction. There are several commonly used approaches to this problem, such as classical low-rank approximation (including Alternating Minimization) or probabilistic matrix factorization (PMF). All classical approaches approximate the entries of the matrix by a fixed representation function and focus only on learning latent (hidden) variables. In this article, we replace this fixed function with the parametrized one. That will allow us to tune both parametrization of the function and latent variables from data. For algorithm validation MovieLens dataset is used.

Аннотация: The discovery of antibiotics is one of the most important advances in the history of humankind. But bacteria have been fighting back, developing resistance to our most potent molecules. Thus, the search of new antibiotics should be among the prioritized areas of biomedical studies. Microcin C (McC), produced by some enterobacteria, and related compounds, are Trojan-horse inhibitors of protein synthesis targeting aspartyl-tRNA synthetases. McC is a small ribosomally synthetized peptide which undergoes post-translational adenylation at the C-terminus. The peptide part of McC facilitates transport of the whole molecule through the cell membrane. The transport module is subsequently removed, releasing a toxic warhead – non-hydrolyzable aspartyl-adenylate – inside the cell. Originally McC was found in E. coli but recent bioinformatic analysis has revealed that mcc-like operons are widespread among different bacterial families. Some of these operons contain genes of unknown function (indicated as X-genes). Presence of such genes presumes the existence of previously undescribed modification pathways. In our work we focused on the genes X0 and X1 presented in two mcc-like operons: from Bacillus amyloliquefaciens and Yersinia pseudotuberculosis. The results expand the repertoire of known enzymatic modifications of peptides that can be used to obtain new biological activities while avoiding or limiting bacterial resistance. Acknowledgements: RNF 16-14-10356.

Abstract: We developed a novel approach to identify horizontal gene transfer (HGT) events in genomic sequences. Predicted protein-coding sequences from pairs of genomes are mixed together and logistic regression models are trained on a sub-sample of these sequences to separate them. The models use arrays of normalized BLAST bit scores obtained for each sequence by comparison with its closest hit from a number of other genomes, covering different domains of life. Regression models that passed validation on independent subsamples are used to identify sequences that cluster with sequences from other genomes (predicted HGT events). Using the genomes of 61 species, we confirmed some previously reported cases of HGT (such as the transfer of ankyrin-encoding sequences from eukaryotes to their symbiotic bacteria or the acquisition of taumatins by the round worm C. elegans) and identified novel cases of HGT (such as the acquisition of actin-coding sequenes by the carnivorous plant Genlisea aurea).

Аннотация: Работа посвящена математическому моделированию развития опухолевого процесса рака молочной железы (РМЖ). Предложена новая «объединенная математическая модель роста первичной опухоли и первичных метастазов РМЖ» (<<Consolidated mathematical growth Model of the IV stage of the breast cancer>>, сокр. CoMIV), основанная на <<объединенной модели роста первичной опухоли и вторичных отдаленных метастазов РМЖ>> (<<Consolidated mathematical growth Model of the Primary tumor and the Secondary distant metastases>>, сокр. CoMPaS). CoMIV корректно описывает как рост первичной опухоли (вписывается в классификацию РМЖ по критерию Т), так и критерий М1 - IV стадия, то есть рост первичных отдаленных метастазов. Предложенная модель и реализующее программное средство описывают опухолевый процесс на IV стадии и повышают точность прогнозирования развития РМЖ.

Аннотация: Эволюционные эксперименты являются важным инструментом, позволяющим изучать накопление генетических изменений в организмах в ходе эволюции в различных условиях. Аскомицетный гриб Podospora anserina, модельный организм для изучения процессов старения, является подходящим объектом для эволюционного эксперимента. Быстро стареющая при культивации на твёрдой среде, P. anserina становится бессмертной (не проявляет характерных признаков старения и неограниченное время не прекращает непрерывный вегетативный рост) при качалочном погружённом культивировании (Turker and Cummings, 1987; Kudryavtseva et al., 2011). Мы проанализировали геномные изменения, произошедшие в трёх независимых экспериментальных линиях P. anserina, полученных из быстро стареющего штамма дикого типа длительным культивированием в жидкой среде с перемешиванием. Мы предполагаем, что часть обнаруженных мутаций может носить адаптивный характер.

Abstract: Asexual reproduction is often considered as an evolutionary dead-end. However the mere existence of bdelloid rotifers - a large clade of putative ancient asexuals challenges this point of view. Several hundred thousand bdelloid rotifers have been examined but no males have been found so far. The possibility however exists that some form of cryptic sexual reproduction occurs in bdelloid rotifers. To address this possibility we have sequenced genomes of 10 Adineta vaga individuals. We use whole-genome polymorphism data to look for signatures of recombination in A.vaga population.

Abstract: This paper is devoted to spectra of sparse macromolecular clusters. We suggest such clusters to be modeled by unweighed undirected tree ensembles with size distributed in a certain known way. The goal of this work is to compute spectra of such ensembles analytically as spectra of their adjacency matrices. The motivation to the problem investigated is computing spectra of Bernoulli noise in sparse matrices which is essential in cases when the scale of the data and the noise is the same. We solve the special cases of star trees and full binary trees interpreting them as generalized Bethe trees. The target function of an individual tree is supposed to depend on the size of the tree and of an ensemble - on size distribution.

Аннотация: В работе было произведено исследование алгоритмов обработки хромато-масс-спектрограмм для решения задач классификации. Был изучен вопрос возможности разделения отдельных липидов и способы решения задачи выравнивания хромато-масс-спектрограмм инструментами машинного обучения. Был создан алгоритм генерации признаков на основе частично обработанных данных. Для оценки качества работы алгоритма, были построены классификаторы на базе спектров 485 образцов липидного состава тканей головного мозга, позволяющие диагностировать такие заболевания, как аутизм и шизофрения. Результаты созданных классификаторов сравнивались с лучшими классификаторами, построенных на признаках, созданных существующими алгоритмами генерации признаков. Так же был исследован вопрос возможности классификации пола и расы человека по той же выборке спектров

Аннотация: Альтернативный сплайсинг играет важную роль в ходе эмбрионального развития и влияет на процессы клеточного роста и апоптоза. Ошибочный сплайсинг - производство неканонических или рак-специфических мРНК - может приводить к нарушению функций он-косупрессоров или активации онкогенов и раковых сиг-нальных каскадов. Существующие экспериментальные данные свидетельствуют о корреляции соотношения канонических и ошибочных продуктов сплайсинга со степенью прогрессии опухоли. В данной работе будут приведен предварительный анализ данных RNAseq для 39 пациентов с диагнозом гепатоцеллюлярная карци-нома.

Аннотация: Решается задача предсказания биологической активности молекул протеинов (лиганд) с рецепторами: по признакам лиганда необходимо оценить вероятность связывания этой мо- лекулы с одним или несколькими клеточными рецепторами и построить бинарный класси- фикатор. Экспертные знания в области биохимии и фармакологии дают основания пред- полагать, что факты связывания одних и тех же молекул с различными рецепторами не независимы. В данной работе предлагается модель, позволяющая строить предсказания сразу для группы рецепторов, учитывая их схожесть. Модель оценивает условные веро- ятности принадлежности классам. В работе проводится вычислительный эксперимент на реальных данных, в ходе которого предложенная модель сравнивается с независимыми моделями в терминах нескольких функционалов качества.

Abstract: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas) proteins is an adaptive defense system in prokaryote. Because of its ability to make targeted and precise changes in the genome, CRISPR/Cas genome editing system became a perspective tool in a wide spectrum of molecular biology tasks. However, many aspects of its mechanism remain unclear.

Аннотация: CRISPR–Cas systems are DNA adaptive immune systems of bacteria and archaea. Based on their cas genes content, CRISPR-Cas systems can be classified into five distinct types: from I to V. There is a further division within each type into subtypes (A, B, C etc). A process of spacer acquisition by a type I-F CRISPR-Cas system was studied. Two model systems for type I-F system investigation were used: I-F CRISPR-Cas system from P. aeruginosa UCBPP-PA14 in a surrogate E. coli BL21-AI host and E. coli ED1a strain which has a I-F subtype CRISPR-Cas system of its own. High throughput sequence of expanded CRISPR cassettes was conducted to determine composition of new spacers’ pool and to find out consistent patterns of their acquisition during adaptation. The both types of adaptation - naïve and primed – were observed. In case of primed adaptation a gradient of acquisition efficiency around the priming site and a strand bias were detected.

Аннотация: Ординальные данные позволяют ответить на вопрос об относительном расположении точек в метрическом пространстве без информации о фактических расстояниях. До некоторого времени основным методом работы с таким типом данных являлось вложение в метрическое пространство с последующим применением стандартных алгоритмов. На настоящий момент существует относительно небольшое количество методов работы с ординальными данными без вложения. В данной работе рассматривается ряд алгоритмов работы с ординальными данными и предлагается их модификация. Модификация, учитывающая локальные особенности порождающего распределения, позволяет значительно улучшить качество работы алгоритмов по поиску медоидов и выбросов в выборке.

Abstract: We introduce some generalization of the notion of additive energy $E(A)$ of a subset $A\subset\mathbb{F}_{p}$ which we call polynomial energy $E_{P}(A)$. We obtain a new bounds of polynomial energy $E_{P}(G)$ of multiplicative subgroup $G$ of $\mathbb{F}_{p}^{*}$.

Abstract: In this paper, we present an alternative proof of the result of Corvaja and Zannier on an upper bound on the number of solutions of an algebraic equation P(x, y) = 0 over the algebraically closed field Fp, where p is prime, for x"∈ g1G, y ∈ g2G; here g1G and g2G denote cosets of some subgroup G of the multiplicative group Fp* Moreover, we improve a bound of Corvaja and Zannier in average for some sets of equations.

Abstract: An introduction to Birkhoff's theory of linear q-difference equations is presented in this work. We improve Birkhoff's theorem on solution of the q-difference Riemann-Hilbert problem.

Аннотация: Рассматривается задача агрегации прогнозов специализированных экспертных стратегий.Предложена модификация агрегирующего алгоритма AdaHedge на тот случай когда в некоторые моменты времени некоторые специализированные стратегии воздерживаются от предсказаний. Получена верхняя оценка ошибки такого частичного смешивания прогнозов - регрета агрегирующей стратегии. Оценки ошибки получены в наихудшем случае, когда не делается никаких предположений о механизме, лежащем в основе источника исходных данных. Проведено тестирование предложенного алгоритма на реальных данных о товарообороте торговой сети. Представлены численные результаты и оценки регрета.

Аннотация: Рассматривается задача принятия оптимальных решений в режиме онлайн. Имеется набор методов (экспертов, алгоритмов), которые принимают решения (или выдают прогнозы) и несут потери вследствии своих решений. Цель агрегирующего алгоритма - принять оптимальное решение используя решения (прогнозы) экспертов. В работе предложена модификация известного алгоритма отслеживания наилучшей комбинации экспертных решений Fixed-Share для случая частично определенных (спящих) экспертов, которые на некоторых шагах отказываются принимать решения. Получена оценка регрета этого алгоритма.

Аннотация: В рамках теории предсказаний с использованием экспертных стратегий рассматривается задача отслеживание наилучшей траектории экспертных решений - метод FixedShare. Предложен мета-алгоритм, решающий эту задачу, который построен на основе современной модификации алгоритма экспоненциального смешивания - алгоритме AdaHedge. Получена оценка регрета предложенного алгоритма. В рамках данного подхода не делается никаких стохастических предположений об источнике исходных данных и об ограниченности потерь.

Аннотация: В машинном обучении при построении регрессионных зависимостей или решении задач классификации многомерные описания объектов часто являются избыточными и функционально зависимыми. Такие описания зачастую лежат около многообразий существенно меньшей размерности, чем размерность их первичной записи. Данное предположение называется гипотезой многообразия (Manifold Hypothesis). Использование такой информации может помочь в решении исходной задачи. Так возникает задача оценивания многообразий. В последние годы был разработан ряд подходов, таких как изометрическое отображение (Isomap), локально-линейное вложение (LLE), выравнивания локальных тангенциальных пространств (LTSA) и спектральных вложений Грассмана-Штифеля (GSE), для решения данной задачи. В работе рассмотрена общая схема подобных алгоритмов. Одним из их шагов является расширения отображения сжатия на точки вне заданной выборки. Однако, для таких отображений необходимо задавать область определения, так как многообразие неизвестно. Для алгоритма Грассмана-Штифеля доказано, что область определения сходится по расстоянию Хаусдорфа по вероятности к неизвестному многообразию.

Аннотация: Мы формулируем задачу поиска пути в лабиринте в новой постановке, как задачу бинарной классификации, и ставим вопрос об алгоритмической сложности ее решения с помощью клеточного автомата. Мы предъявляем автомат, требующий линейно зависящего от линейных размеров лабиринта количества шагов, и доказываем его оптимальность.

Аннотация: Разрабатываемый в настоящее время стандарт IEEE 802.11ah призван адаптировать Wi-Fi под требования Интернета вещей (Internet of Things, IoT). Ключевым компонентом .11ah является новый механизм доступа к каналу - окно ограниченного доступа (Restricted Access Window, RAW). Этот механизм позволяет уменьшить конкуренцию между большим количеством станций, передающих данные в одной сети. В данной статье предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать производительность механизма RAW в случае насыщенного трафика.

Аннотация: Для решения задачи регрессии в случае наличия данных разной точности часто используется кокригинг — обобщение регрессии на основе гауссовских процессов. До сих пор не было предложено теоретического описания свойств и ограничений кокригинга при его использовании для моделирования данных разной точности. В данной работе для данных разной точности получена ошибка интерполяции для квадратичной экспоненциальной ковариационной функции и минимаксная ошибка интерполяции при использовании кокригинга для построения регрессионных моделей в случае наличия данных разной точности. Полученные выражения для ошибок описывают случаи, в которых использование кокригинга приводит к существенному улучшению качества регрессионной модели.

Abstract: Антибиотики, используемые сейчас, и те, которые только будут разработаны, оказывают селективное давление на бактерии, что способствует появлению устойчивых штаммов и, в конечном счете, делает антибиотики неэффективными. В настоящее время большие усилия направлены на поиск полностью новой парадигмы антимикробной терапии для дополнения традиционной с использованием антибактериальных малых молекул. Одним из потенциально успешных подходов с минимальным селективным давлением может стать стратегия секвестрирования железа. Практически все микробные патогены требуют для своего роста присутствия железа в среде. Ранее было показано, что человеческий рекомбинантный апо-трансферрин (чрТРФ) ингибирует рост Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii и Candida albicans и имеет синергический эффект с рифампицином. Целью работы было определить имеется ли in vitro синергизм между чрТРФ и стандартными антибиотиками, используемыми для лечения чувствительных и резистентных штаммов A. baumannii. А также показать кинетику комбинированной терапии in vitro и установить, может ли она снизить частоту появления устойчивых штаммов A. baumannii.

Аннотация: Классическая лемма Аносова об отслеживании утверждает, что динамическая система обладает свойством отслеживания в окрестности гиперболического множества. В данной работе представлен ее аналог для локально растягивающих отображений и односторонних траекторий. В отличие от оригинальной леммы Аносова, полученный результат применим не только к гладким динамическим системам, но и к отображениям с особенностями. При этом само свойство гиперболичности априори не предполагается.

Аннотация: В статье анализируется распределение длин и весов пакетов ошибок при декодировании свёрточных кодов алгоритмом Витерби. Это задача, имеющая практическое приложении при проектировании каскадных кодовых конструкций, основанных на свёрточных кодах. Приводятся примеры распределений весов и длин пакетов ошибок для отдельных параметров моделирования.

Аннотация: Решается задача различения пациентов с расстройствами аутистического спектра и людей без патологии на основе графов структурных связей головного мозга (коннектомов). Для этого мы предлагаем использовать возможные различия в разбиениях графов на подграфы, характерные для коннектомов групп нормы и патологии. Мы используем четыре метода кластеризации, чтобы получить разбиения коннектомов на подграфы. Мы оцениваем попарные расстояния между полученными разбиениями и строим на их основе ядро для SVM классификатора. Полученные классификаторы мы объединяем в двухуровневую модель с использованием стэкинга. Качество классификации для двухуровневой модели достигает 0.73 в смысле площади под ROC-кривой (ROC AUC).

Аннотация: В настоящей работе на 13 здоровых испытуемых исследовали влияние движений верхних конечностей при выполнении различных двигательных задач на величину Н-рефлекса камбаловидной мышцы при стационарных ногах в условиях разгрузки. Регистрировали Н-рефлексы при произвольных ритмических противофазных движениях рук, произвольных ритмических движениях рук совместно с движениями в лучезапястных суставах, движениях только кистей, движениях только одной руки с нагрузкой ~6Н и без неё. Движения одной или обеих рук не оказывали влияния на Н-рефлекс камбаловидной мышцы по сравнению с неподвижными руками. Как подключение движений в лучезапястных суставах к движениям рук, так и выполнение движений только в этих суставах приводили к облегчению Н-ответов. Нагружение руки значимо понижало амплитуды Н-ответов по сравнению с ответами при движении ненагруженной руки и по сравнению с неподвижными руками. Полученные результаты служат доказательством существования связей между дистальными отделами верхних и нижних конечностей на нейронном уровне, а также подтверждают значительную роль ритмических движений рук совместно с движениями кистей в модуляции рефлекторной возбудимости ног.

Аннотация: В настоящей работе исследовали активность мышц рук у пациентов с болезнью Паркинсона (БП) при выполнении постуральных и постурально-кинетических задач, включающих изометрическое напряжение мышц либо обеих рук, либо одной руки в сочетании с циклическими движениями контралатеральной руки. Проводилась количественная оценка влияния двигательной задачи и медикаментозной терапии на мышечную активность и ее асимметрию у больных по амплитудным, частотным, морфологическим и нелинейным параметрам поверхностной электромиограммы (ЭМГ). Проявления асимметрии мышечной активности у пациентов с БП соответствовали клинически выявленной асимметрии двигательных нарушений и существенно превосходили физиологическую асимметрию мышечной активности у контрольной группы. Прием лекарственных препаратов приводил к изменению амплитудных и частотных параметров ЭМГ, но почти не оказывал влияния на морфологические и нелинейные параметры, которые, в свою очередь, более точно отражают нарушения нейромышечной регуляции при выполнении постурально-кинетических задач.

Аннотация: В статье анализируется распределение длин и весов пакетов ошибок при декодировании свёрточных кодов алгоритмом Витерби. Это задача, имеющая практическое приложении при проектировании каскадных кодовых конструкций, основанных на свёрточных кодах. Приводятся примеры распределений весов и длин пакетов ошибок для отдельных параметров моделирования.

Аннотация: Базидиомицет Schizophullum commune - уникальный модельный организм, который характеризуется наивысшей генетической изменчивостью среди изученных организмов, которая может достигать 20% в популяции. Помимо этого, S. commune обладает сравнительно высокой скоростью мутагенеза - порядка 2•10-8 замен на нуклеотид на поколение. Мы разработали методику изучения параметров накопления de novo мутаций в геноме S. commune в процессе линейного роста мицелия, их влияния на приспособленность гриба, а также изучения спектра коэффициентов отбора против de novo мутаций.

Аннотация: В статье анализируется распределение длин и весов пакетов ошибок при декодировании свёрточных кодов алгоритмом Витерби. Это задача, имеющая практическое приложении при проектировании каскадных кодовых конструкций, основанных на свёрточных кодах. Приводятся примеры распределений весов и длин пакетов ошибок для отдельных параметров моделирования.