Информационные технологии и системы

Адов Алексей Александрович

Алексеевский Андрей Владимирович

Александр Панчин, Сергей Митрофанов, Андрей Алексеевский, Сергей Спирин, Юрий Панчин
Зависимость мутационных процессов в геноме человека от контекста Открыть работу

Значительное увеличение частоты транзиции C>T в первой позиции динуклеотида CG в геноме человека является хорошо изученным примером зависимости процессов мутагенеза от нуклеотидного контекста. В данном случае резкие изменения частоты мутаций связаны с работой фермента ДНК метилазы. Таким образом, изучение влияния нуклеотидных контекстов на мутационные процессы не только интересно само по себе, но может помочь поиску новых механизмов мутагенеза. Использование геномов шимпанзе и орангутана позволило восстановить предковое состояние 6,530,908 одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) человека и определить направление мутаций. Изучена зависимость частот мутаций от 1-5 нуклеотидных контекстов. Например, выяснилось, что транзиция T>C происходит во второй позиции мотива AT^T/_AG примерно в 3.5 раза чаще, чем траниции T>C в среднем по всем мотивам. Это сравнимо с увеличением частоты транзиций C>T в первой позиции динуклеотида CG (в 4.7 раза). Обсуждаются и другие эффекты.

Алфимцев Александр Николаевич

Андреев Кирилл Владимирович

Кирилл Андреев, Павел Бойко, Денис Фахриев
Влияние случайной компоненты затухания радиосигнала на работоспособность беспроводных mesh сетей под управлением OLSR Открыть работу

Представлен обзор стохастических моделей распространения радиосигнала, а также представлены результаты моделирования для VoIP-сети под управлением протокола OLSR при различных параметрах канала передачи данных, определено влияние каждого из факторов случайности на поведение сети.

Кирилл Андреев, Павел Бойко
Масштабируемость модели физического уровня WiFi в NS-3 Открыть работу

Рассматривается проблема квадратичной зависимости времени имитационного моделирования беспроводной сети стандарта 802.11 от количества устройств. Показано, что автоматическое ограничение радиуса распространения радиосигнала позволяет получить модель физического уровня с линейной зависимостью времени моделирования от размера сети валидную в широком диапазоне параметров системы.

Алексей Адов, Кирилл Андреев, Павел Бойко
Оптимальный речевой кодек для VoIP в децентрализованных беспроводных сетях на основе WiFi Открыть работу

Обсуждается вопрос оптимального выбора речевого кодека для использования VoIP в многошаговых децентрализованных беспроводных сетях на основе WiFi. Показано, что накладные расходы, связанные с заголовками разных уровней и механизмом случайного доступа к среде, существенно ограничивают абонентскую емкость сети. В качестве способа снижения накладных расходов предложено использовать агрегацию кадров речевого кодека. Оптимальный кодек и параметры агрегации определены на основании имитационного моделирования.

Кирилл Андреев, Павел Бойко, Андрей Мазо, Дмитрий Михин
Имитационное моделирование в реальном времени и эмуляция беспроводных сетей Открыть работу

Обсуждаются технологии и приложения эмуляции работы беспроводных сетей. Описываемый подход позволяет совмещать использование реального программного обеспечения устройств сети с контролируемостью и воспроизводимостью имитационного моделирования. Приведены экспериментальные данные, сравнивающие пропускную способность моделируемой и эмулируемой многошаговой беспроводной WiFi сети.

Ахмадуллина Александра

Бадмаева Ксения Владимировна

Базыкин Георгий Александрович

Nadegda Terekhanova, Georgii A. Bazykin
Parallel evolutionary trajectories at sites of multiple amino acid replacements in Drosophila Открыть работу

Homoplasies, and parallelisms in particular, can carry information about the fitness landscape. We studied the codons in which the same amino acid originated by two nonsynonymous substitutions from a common ancestor twice independently on the phylogeny of Drosophila genus. Under a neutral evolution scenario, the two substitutions in such codons will have proceeded in a random order, and we correspondingly expect that the order of these substitutions in different species will coincide in 50% of cases. However, in 23 of 30 such cases, both substitutions occurred in the same order, i.e. lead through the same intermediate amino acid, as evidenced by an ingroup species. This result implies that the fitnesses of the two intermediate variants in two-substitution codons are usually substantially different, with one variant being usually substantially more fit than the other.

G.A. Bazykin, Alexey S. Kondrashov
Detecting past positive selection through ongoing negative selection Открыть работу

At any given moment, positive selection which favors currently rare, derived alleles affects only a small fraction of sites in the genome and, thus, is much rarer than negative selection, which favors common, ancestral alleles. A variety of methods for detecting positive selection, both past and ongoing, are in use, and a number of unambiguous cases of positive selection-driven allele replacements have been described at the sequence level. Still, neither of these methods is perfect. Here, we propose a method for detecting past positive selection through ongoing negative selection, based on comparison of the parameters of intraspecies variation at functionally important and selectively neutral sites where the same nucleotide substitution occurred recently. A reduced presence of recently replaced alleles at functionally important sites indicates that negative selection currently acts against these alleles and that their replacements were driven by positive selection. Application of this method to Drosophila melanogaster lineage shows that the fraction of adaptive amino acid replacements in it remained ~0.5 for a long time. In Homo sapiens lineage, however, this fraction drops from ~0.5 in the course of origin of Catharrhini to 0.1 in the course of origin of Hominidae, to 0 in the course of hominid evolution, perhaps due to the impact of a reduction of effective population size, which can mask past positive selection by elevating the level of nonsynonymous variation.

S. Naumenko, A. Kondrashov, G. Bazykin
Frequency of reversals in evolution of vertebrates and insects decreases on increased phylogenetic distance between substitutions Открыть работу

Functional evolution of protein sequences takes place on a fitness landscape, and each amino acid substitution can increase or decrease fitness or leave it invariant. The rate of reversals – amino acid substitutions that give rise to an ancestral amino acid – is relevant to the shape of the fitness landscape and its dynamics. Here, we show that reversals are very frequent in evolution of vertebrates and insects. The fact that amino acid has been present in the evolutionary history of a given amino acid position significantly increases the probability of reversal into this amino acid. The rate of reversals decreases with increased phylogenetic distance. Phylogenetic distance affects the frequency of reversals stronger than other factors.

Лёушкин Е.В., Кондрашов А.С., Базыкин Г.А.
Эволюция кодирующей последовательностей ДНК в участках инсерций и делеций Открыть работу

Инсерции и делеции (инделы) в кодирующей области ДНК играют значительную роль в эволюции белков. В работе исследуются инделы длиной до 60нт, не вызывающие сдвига рамки считывания. Подавляющее большинство инсерций представляет собой тандемные дупликации. Инделы преимущественно возникают в участках с ослабленным отрицательным отбором, и приводят к дальнейшему увеличению скорости точечных нуклеотидных замен в своей окрестности. Со временем скорость эволюции в окрестности индела снижается. Показано, что сама последовательность инсерции имеет высокую скорость эволюции сразу после вставки, которая со временем также постепенно снижается. По-видимому, окружение вставки/делеции адаптируется к новой структуре белка, в результате чего скорость эволюции снижается. Результаты теста Макдональда-Крейтмана и анализа ранних замен показывают, что многие из точечных нуклеотидных замещений в инсерциях на начальном этапе из эволюции имеют адаптивный характер.

Olga A. Vakhrusheva, Sergey Naumenko, Georgii A. Bazykin
Edge of the Expanding Protein Universe: Exploration of Sequence Space by Very Remote Homologs Открыть работу

Space of modern protein sequences can be referred to as protein universe and has been formed as a result of divergent evolution. It is assumed that ancestral sequences for many present-day proteins existed in the last universal common ancestor (LUCA). If divergence of proteins that have been evolving since LUCA continues, it can be described in terms of ongoing protein universe expansion. Such expansion would mean that substitutions corresponding to new states in amino acid space for a given position in a given protein are more frequent. Processes shaping protein universe can be inferred from studies on clusters of orthologous proteins from triplets of closely related genomes and sets of more distant genomes. Here, we analyze the trends in exploitation of sequence space in very divergent amino acid positions.

Балабанов Андрей

Баранова Мария Александровна

Мария Баранова, Константин Попадьин
Существует ли генетическая компонента вымирания? Открыть работу

Для того чтобы судьба мутантных аллелей определялась преимущественно генетическим дрейфом, эти аллели не обязательно должны быть строго нейтральными, т.е. совершенно эквивалентными по приспособленности. Необходимо лишь, чтобы их селективное преимущество, или «вредность», измеряемые коэффициентом отбора s, не превышали величины, обратной удвоенному эффективному размеру популяции: s < 1/(2Ne) . Существуют и более мягкие определения почти нейтральных генов:s < 1/Ne. В любом случае в соответствии с определением, чем меньше эффективный размер популяции, тем большая доля мутаций будет эффективно-нейтральной и тем выше вероятность фиксации этих мутаций. На данный момент уже показано, что популяции с низкой эффективной численностью быстрее накапливают слабо-вредные мутации: островные популяции в сравнении с континентальными, популяции крупных млекопитающих в сравнении с мелкими видами. И хотя скорость накопления мутаций научились хорошо оценивать, до сих пор остается непонятным, влияют ли эти мутации в совокупности на приспособленность видов, а скорость их накопления на повышение риска деградации. Поиском связи между эффективной численностью популяции, скоростью накопления в ней слабо-вредных мутаций и приспособленностью видов мы занимались в данном исследовании.

Безматерных Павел Владимирович

Беляев Михаил Геннадьевич

Бибило Юлия

Бойко Павел Юрьевич

Бучацкая Елена, Павел Бойко
Сравнение современных симуляторов WiFi сетей Открыть работу

Целью работы является обзор и сравнение современных пакетных симуляторов сетей с поддержкой WiFi. Представлены критерии сравнения с акцентом на структуру WiFi модуля имитационной модели и масштабируемость проводимых экспериментов. В соответствии со сформулированными критериями описываются наиболее популярные бесплатные симуляторы NS-2, NS-3, OMNET и JiST/SWANS. Ключевые аспекты собраны в таблицу, объединяющую воедино все знания о рассматриваемых симуляторах. Проведено экспериментальное сравнение для сетей стандартов 802.11b и 802.11a.

Кирилл Андреев, Павел Бойко, Денис Фахриев
Влияние случайной компоненты затухания радиосигнала на работоспособность беспроводных mesh сетей под управлением OLSR Открыть работу

Представлен обзор стохастических моделей распространения радиосигнала, а также представлены результаты моделирования для VoIP-сети под управлением протокола OLSR при различных параметрах канала передачи данных, определено влияние каждого из факторов случайности на поведение сети.

Кирилл Андреев, Павел Бойко
Масштабируемость модели физического уровня WiFi в NS-3 Открыть работу

Рассматривается проблема квадратичной зависимости времени имитационного моделирования беспроводной сети стандарта 802.11 от количества устройств. Показано, что автоматическое ограничение радиуса распространения радиосигнала позволяет получить модель физического уровня с линейной зависимостью времени моделирования от размера сети валидную в широком диапазоне параметров системы.

Алексей Адов, Кирилл Андреев, Павел Бойко
Оптимальный речевой кодек для VoIP в децентрализованных беспроводных сетях на основе WiFi Открыть работу

Обсуждается вопрос оптимального выбора речевого кодека для использования VoIP в многошаговых децентрализованных беспроводных сетях на основе WiFi. Показано, что накладные расходы, связанные с заголовками разных уровней и механизмом случайного доступа к среде, существенно ограничивают абонентскую емкость сети. В качестве способа снижения накладных расходов предложено использовать агрегацию кадров речевого кодека. Оптимальный кодек и параметры агрегации определены на основании имитационного моделирования.

Кирилл Андреев, Павел Бойко, Андрей Мазо, Дмитрий Михин
Имитационное моделирование в реальном времени и эмуляция беспроводных сетей Открыть работу

Обсуждаются технологии и приложения эмуляции работы беспроводных сетей. Описываемый подход позволяет совмещать использование реального программного обеспечения устройств сети с контролируемостью и воспроизводимостью имитационного моделирования. Приведены экспериментальные данные, сравнивающие пропускную способность моделируемой и эмулируемой многошаговой беспроводной WiFi сети.

Борисова Марина Эдуардовна

Бурнаев Евгений Владимирович

Бучацкая Елена Сергеевна

Вайншток Аркадий Пинхосович

Вахрушева Ольга Александровна

Веденина Варвара Юрьевна

Виноградов Дмитрий Валерьевич

Виноградова Светлана Владимировна

Витрещак Алексей Геннадьевич

Светлана Петрова, Алексей Витрещак, Михаил Гельфанд
Cравнительно-геномный анализ структур РНК, регулирующих трансляцию генов рибосомных белков у протеобактерий и фирмикут Открыть работу

Один из важных механизмов регуляции генов связан с образованием вторичной структуры мРНК в регуляторной (или лидерной) области гена. Такой механизм регуляции имеется как у бактерий, так и у эукариот. Рибосомный белок связывается с регуляторным сайтом мРНК, имитирующим сайт связывания рибосомного белка с рибосомой. При связывании запирается сайт инициации трансляции и рибосомальные гены не экспрессируются. В данной работе мы проследили за протяженностью уже известных регуляторных мРНК сигналов. А также предсказали новые регуляторные элементы в классе фирмикут. В частности, филогенетический анализ str,aplha, spc регуляторных сайтов показал, что регуляция ограничена только гамма-протеобактериями, причем, отсутствует в нескольких семействах гамма-протеобактерий, более близких к бета- протеобактериям. В другом случае, регуляция оперона L21-L17 сохранена во всех фирмикутах, кроме молликут. Бактерии этой группы имеют сильно вырожденный геном (в 5-10 раз меньше чем у других бактерий), и регуляция часто теряется. Регуляторная структура оперона L21-L27, а также для еще двух оперонов - L19,L13-S9 предсказана нами. Никаких данных о регуляции данных оперонов ранее не встречалось.

Волк Денис Сергеевич

Волчков Дмитрий Владимирович

Вьюгин Владимир Вячеславович

Вьюгин Илья Владимирович

Гайдукова Аксинья

Гайдукова А.П., Ставровская Е.Д., Миронов А.А.
Инструментальное средство поиска регуляторных мотивов в геномах Открыть работу

В процессе жизнедеятельности клетки не все гены экспрессируются одновременно. Это достигается за счет регуляции. Понимание механизма регуляции экспрессии генов – важнейшая задача биологии. При изучении регуляции экспрессии на уровне транскрипции важно не только определить белки-регуляторы (транскрипционные факторы), но и участки их связывания с последовательностью ДНК. В настоящее время в открытом доступе находится большое количество секвенированных геномов и данных по экспрессии генов, что позволяет изучать регуляцию путем анализа последовательностей с помощью вычислительных методов. Задача поиска регуляторных мотивов в наборе последовательностей ДНК – классическая задача биоинформатики. К настоящему моменту создано огромное количество алгоритмов поиска мотивов, однако все они имеют свои ограничения, и не существует универсального алгоритма, который решает эту задачу. Известно, что алгоритмы, комбинирующие различные методы, наиболее эффективны и универсальны. В данной работе мы представляем алгоритм поиска мотивов в последовательностях ДНК, совмещающий словарные техники и методики, использующие скрытые марковские модели.

Гельфанд Михаил Сергеевич

Светлана Петрова, Алексей Витрещак, Михаил Гельфанд
Cравнительно-геномный анализ структур РНК, регулирующих трансляцию генов рибосомных белков у протеобактерий и фирмикут Открыть работу

Один из важных механизмов регуляции генов связан с образованием вторичной структуры мРНК в регуляторной (или лидерной) области гена. Такой механизм регуляции имеется как у бактерий, так и у эукариот. Рибосомный белок связывается с регуляторным сайтом мРНК, имитирующим сайт связывания рибосомного белка с рибосомой. При связывании запирается сайт инициации трансляции и рибосомальные гены не экспрессируются. В данной работе мы проследили за протяженностью уже известных регуляторных мРНК сигналов. А также предсказали новые регуляторные элементы в классе фирмикут. В частности, филогенетический анализ str,aplha, spc регуляторных сайтов показал, что регуляция ограничена только гамма-протеобактериями, причем, отсутствует в нескольких семействах гамма-протеобактерий, более близких к бета- протеобактериям. В другом случае, регуляция оперона L21-L17 сохранена во всех фирмикутах, кроме молликут. Бактерии этой группы имеют сильно вырожденный геном (в 5-10 раз меньше чем у других бактерий), и регуляция часто теряется. Регуляторная структура оперона L21-L27, а также для еще двух оперонов - L19,L13-S9 предсказана нами. Никаких данных о регуляции данных оперонов ранее не встречалось.

E.E. Khrameeva, A.A. Mironov, M.S. Gelfand
Functional Similarity and Chimeric Transcripts in Spatially Close Genome Domains Открыть работу

Recent progress in determination of 3D structure of nuclear chromatin allows one to study correlations between spatial proximity of genome domains and their functional state. We combined the 3D data from with the results of several high-throughput studies of the chromatin functional state and observed that the frequency of pairs mapping to two di®erent genome loci is higher among spatially proximal regions. The results also show that gene regions that are spatially close tend to have similar patterns of histone modi?cations, methylation state, open or closed chromatin state, and expression level.

Гитис Валерий Григорьевич

Гладилин Сергей Александрович

Гонцов Ренат Равилевич

Гордиенко Евгений Николаевич

Гришин Александр Алексеевич

Д. С. Жванский, В. А. Селионов, И. А. Солопова, А. А. Гришин
Исследование взаимовлияния циклической активности верхних и нижних конечностей на общий паттерн мышечной активности. Открыть работу

Целью работы было исследование возможности активации мышц пассивной руки при ее циклических движениях, навязанных активными движениями контралатеральной руки или экспериментатором, и влияние на эту активность противофазных движений нижних конечностей. Здоровые испытуемые в положении лежа осуществляли противофазные движения рук отдельно, или совместно с шагательными движениями ног. Эксперимент включал в себя 3 условия: 1) активные движения обеих рук; 2) активные движения одной руки, при которых другая вынужденно участвовала в движении, но была полностью пассивна, 3) пассивные движения руки, вызываемые экспериментатором. В условии 2) применяли дополнительно нагрузки на активную руку. Во всех трех условиях эксперимент проводили также и на фоне шагательных движений ног. Показана возможность активации мышц пассивно движущейся руки, в значительной степени обусловленной увеличенным афферентным притоком от мышц контралатеральной руки. Появляющаяся электрическая активность модулировалась в цикле движения рук и зависела от нагрузки активной руки. Во время шагательных движений и сопутствующих им движений рук происходило взаимодействие систем нейронного управления верхних и нижних конечностей.

Грошев Фёдор Владимирович

Давыдов Александр Абрамович

Давыдов Яков

Даниленко Александр Игоревич

Дерендяев Александр Борисович

Диконов Вячеслав Григорьевич

Дубчак И.

Е.Д.Ставровская, Д.А.Родионов, А.А. Миронов, И. Дубчак, П.С.Новичков
Вероятностный подход для выявления состава регулона. Различные способы определения меры принадлежности гена к регулону. Открыть работу

Распознавание транскрипционных регуляторных сетей – одна из интереснейших задач, с которой столкнулось биоинформатическое сообщество в связи с постоянно растущим количеством полных геномов. Сравнительно-геномный подход с успехом использовался для анализа транскрипционной регуляции многих метаболических систем в различных бактериальных таксономических группах. Консервативность сайта перед геном в группе родственных геномов свидетельствует в пользу регуляции гена данным транскрипционным фактором. Традиционно для определения регуляторных сайтов при поиске с помощью профильной матрицы устанавливают некоторый оптимальный порог на вес сайта. В данной работе предложены три способа определения меры принадлежности гена к регулону на основании эволюционной консервативности сайта. Две меры основаны на выборе оптимального порога на вес сайта, а третья использует альтернативный подход.

Дурнева Анна

Дяченко Павел Владимирович

Жванский Дмитрий Сергеевич

Д. С. Жванский, В. А. Селионов, И. А. Солопова, А. А. Гришин
Исследование взаимовлияния циклической активности верхних и нижних конечностей на общий паттерн мышечной активности. Открыть работу

Целью работы было исследование возможности активации мышц пассивной руки при ее циклических движениях, навязанных активными движениями контралатеральной руки или экспериментатором, и влияние на эту активность противофазных движений нижних конечностей. Здоровые испытуемые в положении лежа осуществляли противофазные движения рук отдельно, или совместно с шагательными движениями ног. Эксперимент включал в себя 3 условия: 1) активные движения обеих рук; 2) активные движения одной руки, при которых другая вынужденно участвовала в движении, но была полностью пассивна, 3) пассивные движения руки, вызываемые экспериментатором. В условии 2) применяли дополнительно нагрузки на активную руку. Во всех трех условиях эксперимент проводили также и на фоне шагательных движений ног. Показана возможность активации мышц пассивно движущейся руки, в значительной степени обусловленной увеличенным афферентным притоком от мышц контралатеральной руки. Появляющаяся электрическая активность модулировалась в цикле движения рук и зависела от нагрузки активной руки. Во время шагательных движений и сопутствующих им движений рук происходило взаимодействие систем нейронного управления верхних и нижних конечностей.

Зверков Олег Анатольевич

Зяблов Виктор Васильевич

Кобозева И.Г., Зяблов В.В.
Декодированиe трехмерных обобщенных кодов с локализацией ошибок. Открыть
работу

В работе рассмотрен алгоритм декодирования трехмерных обобщенных кодов с локализацией ошибок. Получены результаты моделирования для кодов длиной 4096, также было проведено сравнение полученных данных с результатами теоретических расчетов и с результатами для обычных ОЛО-кодов.

А. А. Фролов, В. В. Зяблов
Исследование корректирующих свойств МПП-кодов с кодом-компонентом Рида-Соломона Открыть работу

Рассматриваются МПП-коды c кодом- компонентом Рида-Соломона. Код-компонент имеет минимальное кодовое расстояние d = 4. Описан мажоритарный итеративный алгоритм декодирования с жестким решением. Показано, что при таком алгоритме декодирования в ансамбле случайных МПП-кодов существуют коды, способные исправить линейно растущее с длиной кода число ошибок. Приведены сравнения полученных теоретических и практических оценок корректирующей способности таким образом построенных кодов с теоретическими и практическими оценками для МПП-кодов c кодом-компонентом Рида-Соломона меньшей избыточности.

Зяблов В.В., Рыбин П.С.
Оценивание в графе Таннера числа ребер с заданными свойствами Открыть работу

В работе представлен метод оценки числа ребер с заданными свойствами в графе Таннера двоичного МПП-кода, основанный на методах, разработанных В.В. Зябловым и М.С. Пинскером в работе 1975г. Показано, что данный метод позволяет улучшить оценку доли ошибок, гарантированно исправимых итеративным алгоритмом декодирования, аналогичным предложенному в указанной выше работе. Получены численные результаты для двоичного МПП-кода с компонентным кодом с проверкой на четности и кодом Хэмминга. Проведен сравнительный анализ с результатами, полученными ранее.

В.В. Зяблов, К.А. Кондрашов
Декодирование Q-ных плетеных сверточных МПП-кодов Открыть работу

Рассматриваются два q-ных плетеных сверточных кода с малой плотностью проверок (П-СМПП) с двумя и четырьмя кодами-компонентами Рида-Соломона. Исследуются корректирующие способности при жестком декодировании мажоритарным алгоритмом и алгоритмом с введением стираний.

Александр А. Давыдов, Виктор В. Зяблов, Рустам Э. Калимуллин
Подкоды кода Рида-Соломона со словами без совпадающих символов Открыть работу

Рассматриваются последовательности, в которых каждый символ алфавита встречается не более одного раза. Наборы таких последовательностей строятся как нелинейные подкоды q - ичного [n, k, n - k + 1]q кода Рида-Соломона длины n <= q , состоящие из слов без совпадающих символов. Используется понятие связок линейного кода. Для размерностей k = 2,3 получены конструктивные нижние оценки (в ряде случаев, точные границы) максимальной мощности подкода для различных n и q и построены подмножества слов, достигающие этих оценок и границ. Проведено сравнение мощности построенных подкодов с укорочениями перестановочных кодов. Также исследуется спектр расстояний в связках со словами без совпадающих символов.

Иомдин Борис

Казенников Антон Олегович

Казнадзей Анна Денисовна

Калимуллин Рустам Эмирович

Капитонов Михаил Александрович

Талис В.Л., Капитонов М.А., Максимова Е.В.
Мышечные пост-эффекты и поддержание равновесия у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции Открыть работу

Анализировали вертикальную стойку у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции до и после коррекционных приемов, воздействующих на тоническое напряжение аксиальных мышц. Траекторию движения центра давления (ЦД) регистрировали при стоянии с открытыми (ГO), закрытыми глазами (ГЗ) и на поролоновом коврике с открытыми глазами до и после коррекционного воздействия. Длина траектории движения ЦД (в основном за счет сагиттальной составляющей) у обследованных детей была во всех условиях больше, чем у взрослых больных с тем же диагнозом, и эта разница достигла степени значимости для стойки на поролоне. После коррекционного воздействия дестабилизирующее влияние закрывания глаз у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции уменьшилось как за счет фронтальной, так и за счет сагиттальной составляющей траектории движения ЦД. Результаты позволяют заключить, что стойка детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции хотя и менее устойчива, чем у взрослых больных, но коррекционное воздействие приводит к оптимизации использования проприоцептивной информации при закрывании глаз.

Карпенко Семен Михайлович

Карпова Марина Александровна

Кирьянов Антон Геннадьевич

Клепцын Виктор

Климова Евгения Юрьевна

Klimova Evgeniya, Ravcheev Dmitriy
Кислород-зависимая регуляция азотфиксации в Alphaproteobacteria Открыть работу

Азотфиксация – это сложный биохимический процесс превращения молекулярного азота в ионы аммония, которые впоследствии включаются в органические соединения клети. Данный процесс достаточно широко таксономически распространен среди бактерий и архей, однако до сих пор его изучение было ограничено лишь несколькими модельными организмами. Наиболее хорошо азотфиксация исследована в Alphaproteobactiria. Процесс азотфиксации осуществляется за сч?т фермента нитрогеназы, которая крайне чувствительна к присутствию молекулярного кислорода (в аэробных условиях нитрогеназа разрушается). По этой причине существует система регуляции азотфиксации, сигналом для которой является наличие молекулярного кислорода. В частности, ответ на присутствие кислорода на уровне экспрессии генов осуществляется гомологичными факторами транскрипции FnrN, регулирующим свою активность самостоятельно в ответ на присутствие кислорода, и FixK, регулируемом двухкомпонентной системой FixL-FixJ. В настоящей работе FnrN-, FixK и FixL-FixJ-зависимая регуляция азотфиксации в Alphaproteobacteria была исследована методами сравнительной геномики и найден мотив связывания белка FixJ.

Кобозева Ирина Геннадьевна

Коваленко Алексей Викторович

Комеч Сергей Александрович

Кондрашов Алексей Симонович

G.A. Bazykin, Alexey S. Kondrashov
Detecting past positive selection through ongoing negative selection Открыть работу

At any given moment, positive selection which favors currently rare, derived alleles affects only a small fraction of sites in the genome and, thus, is much rarer than negative selection, which favors common, ancestral alleles. A variety of methods for detecting positive selection, both past and ongoing, are in use, and a number of unambiguous cases of positive selection-driven allele replacements have been described at the sequence level. Still, neither of these methods is perfect. Here, we propose a method for detecting past positive selection through ongoing negative selection, based on comparison of the parameters of intraspecies variation at functionally important and selectively neutral sites where the same nucleotide substitution occurred recently. A reduced presence of recently replaced alleles at functionally important sites indicates that negative selection currently acts against these alleles and that their replacements were driven by positive selection. Application of this method to Drosophila melanogaster lineage shows that the fraction of adaptive amino acid replacements in it remained ~0.5 for a long time. In Homo sapiens lineage, however, this fraction drops from ~0.5 in the course of origin of Catharrhini to 0.1 in the course of origin of Hominidae, to 0 in the course of hominid evolution, perhaps due to the impact of a reduction of effective population size, which can mask past positive selection by elevating the level of nonsynonymous variation.

S. Naumenko, A. Kondrashov, G. Bazykin
Frequency of reversals in evolution of vertebrates and insects decreases on increased phylogenetic distance between substitutions Открыть работу

Functional evolution of protein sequences takes place on a fitness landscape, and each amino acid substitution can increase or decrease fitness or leave it invariant. The rate of reversals – amino acid substitutions that give rise to an ancestral amino acid – is relevant to the shape of the fitness landscape and its dynamics. Here, we show that reversals are very frequent in evolution of vertebrates and insects. The fact that amino acid has been present in the evolutionary history of a given amino acid position significantly increases the probability of reversal into this amino acid. The rate of reversals decreases with increased phylogenetic distance. Phylogenetic distance affects the frequency of reversals stronger than other factors.

Лёушкин Е.В., Кондрашов А.С., Базыкин Г.А.
Эволюция кодирующей последовательностей ДНК в участках инсерций и делеций Открыть работу

Инсерции и делеции (инделы) в кодирующей области ДНК играют значительную роль в эволюции белков. В работе исследуются инделы длиной до 60нт, не вызывающие сдвига рамки считывания. Подавляющее большинство инсерций представляет собой тандемные дупликации. Инделы преимущественно возникают в участках с ослабленным отрицательным отбором, и приводят к дальнейшему увеличению скорости точечных нуклеотидных замен в своей окрестности. Со временем скорость эволюции в окрестности индела снижается. Показано, что сама последовательность инсерции имеет высокую скорость эволюции сразу после вставки, которая со временем также постепенно снижается. По-видимому, окружение вставки/делеции адаптируется к новой структуре белка, в результате чего скорость эволюции снижается. Результаты теста Макдональда-Крейтмана и анализа ранних замен показывают, что многие из точечных нуклеотидных замещений в инсерциях на начальном этапе из эволюции имеют адаптивный характер.

Кондрашов Константин Александрович

Кондратенков Иван Борисович

Коростелев Юрий

Костюков Михаил

Красилов Артем Николаевич

Александр Сафонов, Евгений Хоров, Артем Красилов
Анализ эффективности протокола OLSR в канале 5МГц Открыть работу

Начатый недавно переход на цифровое телевизионное вещание высвобождает диапазоны частот ниже 1 ГГц. Вопрос использования этих частот беспроводными сетями построенными на базе WiFi уже изучается группой IEEE 802.11af комитета по стандартам IEEE 802 LMSC. Особый интерес представляет возможность работы в освободившемся диапазоне получивших широкую популярность многошаговых беспроводных сетей, построенных на базе WiFi: MANET и mesh-сетей, в работе которых важная роль отведена протоколу маршрутизации пакетов. В данной работе исследуется эффективность популярного протокола маршрутизации OLSR в сети WiFi, работающей на центральной частоте 400 МГц в канале шириной 5 МГц. В работе введены оригинальные показатели эффективности протокола маршрутизации, такие как доступность услуги маршрутизации и стоимость оказания этой услуги, представляющие интерес для исследователей и инженеров для настройки протокола. Определена область применимости протокола OLSR, используемого с параметрами по умолчанию, которая оказывается не слишком большой, особенно в случае мобильных сетей и в сетях с высокой загрузкой. Наконец, сформулированы гипотезы о возможных изменения значений параметров OLSR, которые могут расширить область применимости этого протокола.

Крещук Алексей Андреевич

Кудинов Андрей Валерьевич

Курамангалиев Ербол Жанузакович

Куроптев Андрей

Кутузов Денис Валерьевич

Лейн Семен Александрович

Леонов Александр

Леушкин Евгений Владимирович

Лёушкин Е.В., Кондрашов А.С., Базыкин Г.А.
Эволюция кодирующей последовательностей ДНК в участках инсерций и делеций Открыть работу

Инсерции и делеции (инделы) в кодирующей области ДНК играют значительную роль в эволюции белков. В работе исследуются инделы длиной до 60нт, не вызывающие сдвига рамки считывания. Подавляющее большинство инсерций представляет собой тандемные дупликации. Инделы преимущественно возникают в участках с ослабленным отрицательным отбором, и приводят к дальнейшему увеличению скорости точечных нуклеотидных замен в своей окрестности. Со временем скорость эволюции в окрестности индела снижается. Показано, что сама последовательность инсерции имеет высокую скорость эволюции сразу после вставки, которая со временем также постепенно снижается. По-видимому, окружение вставки/делеции адаптируется к новой структуре белка, в результате чего скорость эволюции снижается. Результаты теста Макдональда-Крейтмана и анализа ранних замен показывают, что многие из точечных нуклеотидных замещений в инсерциях на начальном этапе из эволюции имеют адаптивный характер.

Лопатовская Кристина Викторовна

Лычков Игорь Игоревич

Любецкий Василий Александрович

О.А. Зверков, А.В. Селиверстов, В.А. Любецкий
Позиционная связь генов пластомов растений и водорослeй Открыть работу

Проведён полный анализ позиционной связи генов в пластомах растений и водорослей. Анализ основан на сопоставлении аннотаций генов в банке данных GenBank. Предположен новый вид аттенюаторной регуляции, который показан на примере пары генов ycf33 и ilvB и основан на сопряжённой трансляции этих генов, в ней ycf33 играет роль гена лидерного пептида для гена ilvB. Обсуждаются роли генов ycf12 в формировании железосероцентров и ycf34 в синтезе аминокислот.

К.В. Лопатовская, А.В. Селиверстов, В.А. Любецкий
Регулоны факторов NtcA и NtcB у цианобактерий и багрянок Открыть работу

Рассмотрено большое количество видов цианобактерий и хлоропластов Rhodophyta в связи с регуляторной активностью факторов NtcA и NtcB перед различными генами, большей частью связанными с метаболизмом азота. Это позволило предсказать много новых сайтов связывания этих факторов, существенно уточнить консенсус сайтов связывания, предсказать эволюцию NtcA- и NtcB-регулонов и опровергнуть гипотезу о существенной роли у подавляющего большинства видов NtcA-регуляции генов, вовлеченных в фиксацию углерода, и генов фотосистем.

Щелкунов М.И., Любецкий В.А.
Электростатическое поле и длина межгенных областей связаны с диффузией белковых факторов Открыть работу

Окрестности сайтов связывания транскрипционных факторов на ДНК имеют электростатические свойства, заметно отличающиеся от электростатических свойств случайной ДНК. Можно предположить, что свойства межгенной области способствует одномерной диффузии транскрипционного фактора вдоль нее до его специфического связывания с соответствующим сайтом. Также можно думать, что эволюционно длина межгенного участка согласуется со скоростью трёхмерной диффузии транскрипционного фактора до области, содержащей сайт связывания: возрастание этой скорости, определяемое средней температурой среды обитания, влечет уменьшение этой длины.

Ляхов Андрей Игоревич

Мазо Андрей

Максимова Елена

Талис В.Л., Капитонов М.А., Максимова Е.В.
Мышечные пост-эффекты и поддержание равновесия у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции Открыть работу

Анализировали вертикальную стойку у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции до и после коррекционных приемов, воздействующих на тоническое напряжение аксиальных мышц. Траекторию движения центра давления (ЦД) регистрировали при стоянии с открытыми (ГO), закрытыми глазами (ГЗ) и на поролоновом коврике с открытыми глазами до и после коррекционного воздействия. Длина траектории движения ЦД (в основном за счет сагиттальной составляющей) у обследованных детей была во всех условиях больше, чем у взрослых больных с тем же диагнозом, и эта разница достигла степени значимости для стойки на поролоне. После коррекционного воздействия дестабилизирующее влияние закрывания глаз у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции уменьшилось как за счет фронтальной, так и за счет сагиттальной составляющей траектории движения ЦД. Результаты позволяют заключить, что стойка детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции хотя и менее устойчива, чем у взрослых больных, но коррекционное воздействие приводит к оптимизации использования проприоцептивной информации при закрывании глаз.

Малько Дмитрий Борисович

Миллер Александр Борисович

Миллер Борис Михайлович

Миронов Андрей Александрович

Д. Митева, Е. Ставровская, А. Б. Рахманинова, А. А. Миронов
Поиск сигналов инициации трансляции у Cyanobacteria. Открыть работу

Инициация трансляции в прокариотах, как правило, осуществляется путем связывания рибосомы с областью Шайна-Дальгарно. Исключение составляют лишь несколько бактериальных групп, у которых эта область отсутствует или представлена слабо. Примером являются Cyanobacteria. В данной работе проведена биоинформатическая проверка двух известных из экспериментальных работ предположений о механизме регуляции трансляции в Cyanobacteria.

Гайдукова А.П., Ставровская Е.Д., Миронов А.А.
Инструментальное средство поиска регуляторных мотивов в геномах Открыть работу

В процессе жизнедеятельности клетки не все гены экспрессируются одновременно. Это достигается за счет регуляции. Понимание механизма регуляции экспрессии генов – важнейшая задача биологии. При изучении регуляции экспрессии на уровне транскрипции важно не только определить белки-регуляторы (транскрипционные факторы), но и участки их связывания с последовательностью ДНК. В настоящее время в открытом доступе находится большое количество секвенированных геномов и данных по экспрессии генов, что позволяет изучать регуляцию путем анализа последовательностей с помощью вычислительных методов. Задача поиска регуляторных мотивов в наборе последовательностей ДНК – классическая задача биоинформатики. К настоящему моменту создано огромное количество алгоритмов поиска мотивов, однако все они имеют свои ограничения, и не существует универсального алгоритма, который решает эту задачу. Известно, что алгоритмы, комбинирующие различные методы, наиболее эффективны и универсальны. В данной работе мы представляем алгоритм поиска мотивов в последовательностях ДНК, совмещающий словарные техники и методики, использующие скрытые марковские модели.

S. Vinogradova, D. Vinogradov, A.A. Mironov
Analysis of Codon Usage Bias on a Genome-wide Scale Открыть работу

Synonymous codons for aminoacids are not used with equal frequency. Synonymous mutations are usually referred to as "silent," but increasing evidence shows that they experience significant selection pressures in a wide range of organisms. Selection for translational efficiency may reflect selection for rapid translation (speed selection), selection for translation with high fidelity (accuracy selection), or both. Our aim was to analyze the codon usage variation on a genome-wide scale in order to test whether codon usage bias can be explained by selection pressure or by stochastic reasons.

Е.Д.Ставровская, Д.А.Родионов, А.А. Миронов, И. Дубчак, П.С.Новичков
Вероятностный подход для выявления состава регулона. Различные способы определения меры принадлежности гена к регулону. Открыть работу

Распознавание транскрипционных регуляторных сетей – одна из интереснейших задач, с которой столкнулось биоинформатическое сообщество в связи с постоянно растущим количеством полных геномов. Сравнительно-геномный подход с успехом использовался для анализа транскрипционной регуляции многих метаболических систем в различных бактериальных таксономических группах. Консервативность сайта перед геном в группе родственных геномов свидетельствует в пользу регуляции гена данным транскрипционным фактором. Традиционно для определения регуляторных сайтов при поиске с помощью профильной матрицы устанавливают некоторый оптимальный порог на вес сайта. В данной работе предложены три способа определения меры принадлежности гена к регулону на основании эволюционной консервативности сайта. Две меры основаны на выборе оптимального порога на вес сайта, а третья использует альтернативный подход.

E.E. Khrameeva, A.A. Mironov, M.S. Gelfand
Functional Similarity and Chimeric Transcripts in Spatially Close Genome Domains Открыть работу

Recent progress in determination of 3D structure of nuclear chromatin allows one to study correlations between spatial proximity of genome domains and their functional state. We combined the 3D data from with the results of several high-throughput studies of the chromatin functional state and observed that the frequency of pairs mapping to two di®erent genome loci is higher among spatially proximal regions. The results also show that gene regions that are spatially close tend to have similar patterns of histone modi?cations, methylation state, open or closed chromatin state, and expression level.

А.А. Никулова, А.А. Миронов, А.В. Фаворов
Предсказание и анализ консервативных транскрипционных регуляторных областей в геномах рода Drosophila Открыть работу

Для понимания регуляции транскрипции генов необходимо знать закономерности, лежащие в основе группировки сайтов связывания факторов транскрипции и формирования ткане- специфичных регуляторных элементов. В данной работе мы попытались выявить консервативные правила взаиморасположения сайтов в регуляторных областях генов развития Drosophila, сравнить структуру регуляторных участков разных генов и выявить сходно регулирующиеся гены.

Миронов Андрей Сергеевич

Митева Десислава Станимировна

Митрофанов Сергей Игоревич

Александр Панчин, Сергей Митрофанов, Андрей Алексеевский, Сергей Спирин, Юрий Панчин
Зависимость мутационных процессов в геноме человека от контекста Открыть работу

Значительное увеличение частоты транзиции C>T в первой позиции динуклеотида CG в геноме человека является хорошо изученным примером зависимости процессов мутагенеза от нуклеотидного контекста. В данном случае резкие изменения частоты мутаций связаны с работой фермента ДНК метилазы. Таким образом, изучение влияния нуклеотидных контекстов на мутационные процессы не только интересно само по себе, но может помочь поиску новых механизмов мутагенеза. Использование геномов шимпанзе и орангутана позволило восстановить предковое состояние 6,530,908 одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) человека и определить направление мутаций. Изучена зависимость частот мутаций от 1-5 нуклеотидных контекстов. Например, выяснилось, что транзиция T>C происходит во второй позиции мотива AT^T/_AG примерно в 3.5 раза чаще, чем траниции T>C в среднем по всем мотивам. Это сравнимо с увеличением частоты транзиций C>T в первой позиции динуклеотида CG (в 4.7 раза). Обсуждаются и другие эффекты.

Михайлина Елена

Михин Дмитрий Юрьевич

Мороз Юлия Игоревна

Морозова Елена

Науменко Сергей Анатольевич

Некрасов Павел Олегович

Павел Некрасов, Александр Сафонов, Евгений Хоров
Анализ эффективности методов оптимизации рассылки сетевой информации в сетях MANET Открыть работу

Масштабируемость сетей MANET существенно ограничивается увеличением объема передаваемой в сети служебной информации. Служебный трафик загружает сеть, что само по себе снижает возможность сети передавать пользовательские данные. Кроме того, вместе с увеличением объема служебного трафика растет вероятность коллизий и число переповторов одного и того же пакета, а значит, увеличиваются накладные расходы на доставку пакета от источника до конечного получателя. Для проактивных протоколов маршрутизации класса link state hop-by-hop с пошаговым определением маршрута известны методы MPR и FS, оба нацеленные на уменьшение объема служебного трафика, но разными способами. Насколько нам известно, все проводимые до сих пор исследования эффективности этих методов ограничиваются оценкой собственно числа служебных пакетов, передаваемых в сети в единицу времени, предполагая явно или неявно, что снижение числа служебных сообщений не снижает надежности и качества построенных маршрутов (их близости к оптимальным по какому-либо критерию) и, в конечном счете, увеличивает доступность услуг по передаче данных, предоставляемых сетью. Таким образом, вопрос качества маршрутизации при применении методов MPR и FS в этих исследованиях фактически остается нераскрытым. В данной работе анализируется влияние методов MPR и FS (каждого по отдельности и обоих сразу) на работу сети, передающей голосовой трафик, и определяются оптимальные значения интенсивности рассылки сетевой информации, максимизирующие среднюю доступность услуги по передаче голосового трафика в сети.

Николаев Дмитрий Петрович

Сергей Усилин, Дмитрий Николаев, Василий Постников
Идентификация изображений документов методами, предназначенными для поиска лиц Открыть работу

В работе описан алгоритм идентификации изображений документов, удостоверяющих личность, с помощью алгоритма Виолы и Джонса, разработанного для поиска лиц. Применение этого алгоритма позволяет исключить из процесса классификации процедуры обработки и предварительного распознавания изображения, используя при этом в качестве входных данных непосредственно полутоновое изображение. Преимуществами данного алгоритма являются высокая скорость работы, а также полностью автоматическое построение классификатора при наличии обучающих примеров. Архитектура алгоритма помимо классификации позволяет также автоматически определять расположение и ориентацию документа на изображении.

Миронов Андрей Сергеевич, Николаев Дмитрий Петрович
Сравнение вариантов реализации алгоритма Ниблэка бинаризации полутоновых изображений Открыть работу

В данной работе рассматривается один из самых быстрых и качественных алгоритмов бинаризации – алгоритм Ниблэка. Предлагаются способы его модификации. Изучаются скорость работы и качество рассматриваемых вариантов на конкретном примере. Предлагаются несколько способов сравнения результатов бинаризации.

Павел Безматерных, Сергей Гладилин, Дмитрий Николаев
Генеративное распознавание штрихкодов с применением аппарата быстрых обобщенных преобразований Хафа Открыть работу

В работе предлагается метод быстрого вычисления оценки близости матрицы распознаваемого штрихкода с матрицами идеалов, использующий алгоритм построения быстрых обобщенных преобразований Хафа (далее БОПХ), также рассматриваются оптимизации данного алгоритма по скорости и памяти, и проводится сравнение с другими способами реализации генеративного распознавания.

Тимур Ханипов, Дмитрий Николаев
Исследование метода слияния областей в задаче цветовой сегментации Открыть работу

В статье приводятся результаты исследования метода слияния областей в задаче цветовой сегментации для случая, когда процесс слияния начинается с отдельных пикселей изображения. Описаны особенности программной реализации метода: представление графа соседства областей, процедура слияния вершин и способ хранения ребер, обеспечивающие высокую скорость работы. Приведены результаты исследования зависимости качества сегментации от степени зашумленности изображения. Показана возможность применения метода для бинаризации текстовых изображений.

Андрей Куроптев, Дмитрий Николаев, Василий Постников
Точная локализация опорных решеток полей заполнения в анкетах методами динамического программирования и морфологической фильтрации Открыть работу

В данной работе рассматривается проблема распознавания полей заполнения в анкетах, снабженных опорной разграфкой. Ставится задача детектирования и удаления квазипериодических решеток. Предлагается и описывается алгоритм локализации решеток методами динамического программирования и морфологической фильтрации. Приводятся результаты тестирования реализации предложенного алгоритма на значительном объеме документов.

Семен Карпенко, Валерий Соколов, Дмитрий Николае
Сдвиговое и полусдвиговое преобразование Хаффа: генерация быстрых вычислительных схем Открыть работу

В работе дается опредение сдвигового и полусдвигового обобщенного преобразования Хафа. Для сдвигового преобразования предлагается жадный алгоритм генерации быстрых вычислительных схем. Рассматривается возможность применения предложенного алгоритма к задаче детектирования эллипсов на изображении. Кроме того, в работе предлагается альтернативный подход к задаче генерации с использованием аппарата КС-грамматик.

Никифоров Юрий Владимирович

Никулова Анна

Новичков П.С.

Е.Д.Ставровская, Д.А.Родионов, А.А. Миронов, И. Дубчак, П.С.Новичков
Вероятностный подход для выявления состава регулона. Различные способы определения меры принадлежности гена к регулону. Открыть работу

Распознавание транскрипционных регуляторных сетей – одна из интереснейших задач, с которой столкнулось биоинформатическое сообщество в связи с постоянно растущим количеством полных геномов. Сравнительно-геномный подход с успехом использовался для анализа транскрипционной регуляции многих метаболических систем в различных бактериальных таксономических группах. Консервативность сайта перед геном в группе родственных геномов свидетельствует в пользу регуляции гена данным транскрипционным фактором. Традиционно для определения регуляторных сайтов при поиске с помощью профильной матрицы устанавливают некоторый оптимальный порог на вес сайта. В данной работе предложены три способа определения меры принадлежности гена к регулону на основании эволюционной консервативности сайта. Две меры основаны на выборе оптимального порога на вес сайта, а третья использует альтернативный подход.

Огнивов Василий Валерьевич

Осипов Дмитрий Сергеевич

Остерман Илья Андреевич

Панчин Александр Юрьевич

Александр Панчин, Сергей Митрофанов, Андрей Алексеевский, Сергей Спирин, Юрий Панчин
Зависимость мутационных процессов в геноме человека от контекста Открыть работу

Значительное увеличение частоты транзиции C>T в первой позиции динуклеотида CG в геноме человека является хорошо изученным примером зависимости процессов мутагенеза от нуклеотидного контекста. В данном случае резкие изменения частоты мутаций связаны с работой фермента ДНК метилазы. Таким образом, изучение влияния нуклеотидных контекстов на мутационные процессы не только интересно само по себе, но может помочь поиску новых механизмов мутагенеза. Использование геномов шимпанзе и орангутана позволило восстановить предковое состояние 6,530,908 одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) человека и определить направление мутаций. Изучена зависимость частот мутаций от 1-5 нуклеотидных контекстов. Например, выяснилось, что транзиция T>C происходит во второй позиции мотива AT^T/_AG примерно в 3.5 раза чаще, чем траниции T>C в среднем по всем мотивам. Это сравнимо с увеличением частоты транзиций C>T в первой позиции динуклеотида CG (в 4.7 раза). Обсуждаются и другие эффекты.

Панчин Юрий Валентинович

Александр Панчин, Сергей Митрофанов, Андрей Алексеевский, Сергей Спирин, Юрий Панчин
Зависимость мутационных процессов в геноме человека от контекста Открыть работу

Значительное увеличение частоты транзиции C>T в первой позиции динуклеотида CG в геноме человека является хорошо изученным примером зависимости процессов мутагенеза от нуклеотидного контекста. В данном случае резкие изменения частоты мутаций связаны с работой фермента ДНК метилазы. Таким образом, изучение влияния нуклеотидных контекстов на мутационные процессы не только интересно само по себе, но может помочь поиску новых механизмов мутагенеза. Использование геномов шимпанзе и орангутана позволило восстановить предковое состояние 6,530,908 одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) человека и определить направление мутаций. Изучена зависимость частот мутаций от 1-5 нуклеотидных контекстов. Например, выяснилось, что транзиция T>C происходит во второй позиции мотива AT^T/_AG примерно в 3.5 раза чаще, чем траниции T>C в среднем по всем мотивам. Это сравнимо с увеличением частоты транзиций C>T в первой позиции динуклеотида CG (в 4.7 раза). Обсуждаются и другие эффекты.

Петрова Светлана Анатольевна

Светлана Петрова, Алексей Витрещак, Михаил Гельфанд
Cравнительно-геномный анализ структур РНК, регулирующих трансляцию генов рибосомных белков у протеобактерий и фирмикут Открыть работу

Один из важных механизмов регуляции генов связан с образованием вторичной структуры мРНК в регуляторной (или лидерной) области гена. Такой механизм регуляции имеется как у бактерий, так и у эукариот. Рибосомный белок связывается с регуляторным сайтом мРНК, имитирующим сайт связывания рибосомного белка с рибосомой. При связывании запирается сайт инициации трансляции и рибосомальные гены не экспрессируются. В данной работе мы проследили за протяженностью уже известных регуляторных мРНК сигналов. А также предсказали новые регуляторные элементы в классе фирмикут. В частности, филогенетический анализ str,aplha, spc регуляторных сайтов показал, что регуляция ограничена только гамма-протеобактериями, причем, отсутствует в нескольких семействах гамма-протеобактерий, более близких к бета- протеобактериям. В другом случае, регуляция оперона L21-L17 сохранена во всех фирмикутах, кроме молликут. Бактерии этой группы имеют сильно вырожденный геном (в 5-10 раз меньше чем у других бактерий), и регуляция часто теряется. Регуляторная структура оперона L21-L27, а также для еще двух оперонов - L19,L13-S9 предсказана нами. Никаких данных о регуляции данных оперонов ранее не встречалось.

Петроченков Вадим Викторович

Полякова Мария

Попадьин Константин Юрьевич

Мария Баранова, Константин Попадьин
Существует ли генетическая компонента вымирания? Открыть работу

Для того чтобы судьба мутантных аллелей определялась преимущественно генетическим дрейфом, эти аллели не обязательно должны быть строго нейтральными, т.е. совершенно эквивалентными по приспособленности. Необходимо лишь, чтобы их селективное преимущество, или «вредность», измеряемые коэффициентом отбора s, не превышали величины, обратной удвоенному эффективному размеру популяции: s < 1/(2Ne). Существуют и более мягкие определения почти нейтральных генов:s < 1/Ne. В любом случае в соответствии с определением, чем меньше эффективный размер популяции, тем большая доля мутаций будет эффективно-нейтральной и тем выше вероятность фиксации этих мутаций. На данный момент уже показано, что популяции с низкой эффективной численностью быстрее накапливают слабо-вредные мутации: островные популяции в сравнении с континентальными, популяции крупных млекопитающих в сравнении с мелкими видами. И хотя скорость накопления мутаций научились хорошо оценивать, до сих пор остается непонятным, влияют ли эти мутации в совокупности на приспособленность видов, а скорость их накопления на повышение риска деградации. Поиском связи между эффективной численностью популяции, скоростью накопления в ней слабо-вредных мутаций и приспособленностью видов мы занимались в данном исследовании.

Постников Василий

Сергей Усилин, Дмитрий Николаев, Василий Постников
Идентификация изображений документов методами, предназначенными для поиска лиц Открыть работу

В работе описан алгоритм идентификации изображений документов, удостоверяющих личность, с помощью алгоритма Виолы и Джонса, разработанного для поиска лиц. Применение этого алгоритма позволяет исключить из процесса классификации процедуры обработки и предварительного распознавания изображения, используя при этом в качестве входных данных непосредственно полутоновое изображение. Преимуществами данного алгоритма являются высокая скорость работы, а также полностью автоматическое построение классификатора при наличии обучающих примеров. Архитектура алгоритма помимо классификации позволяет также автоматически определять расположение и ориентацию документа на изображении.

Филиппова Вера, Постников Василий
Быстрый алгоритм локализации колес автомобилей на изображениях, содержащих транспортные средства Открыть работу

В работе описан комбинированный алгоритм локализации колес автомобиля. Ключевыми особенностями алгоритма являются опора на яркостное, а не градиентное изображение, а также использование ряда эвристик для отсечения большей части ложных решений.

Андрей Куроптев, Дмитрий Николаев, Василий Постников
Точная локализация опорных решеток полей заполнения в анкетах методами динамического программирования и морфологической фильтрации Открыть работу

В данной работе рассматривается проблема распознавания полей заполнения в анкетах, снабженных опорной разграфкой. Ставится задача детектирования и удаления квазипериодических решеток. Предлагается и описывается алгоритм локализации решеток методами динамического программирования и морфологической фильтрации. Приводятся результаты тестирования реализации предложенного алгоритма на значительном объеме документов.

Приходько Павел Викторович

Равчеев Дмитрий Андреевич

Klimova Evgeniya, Ravcheev Dmitriy
Кислород-зависимая регуляция азотфиксации в Alphaproteobacteria Открыть работу

Азотфиксация – это сложный биохимический процесс превращения молекулярного азота в ионы аммония, которые впоследствии включаются в органические соединения клети. Данный процесс достаточно широко таксономически распространен среди бактерий и архей, однако до сих пор его изучение было ограничено лишь несколькими модельными организмами. Наиболее хорошо азотфиксация исследована в Alphaproteobactiria. Процесс азотфиксации осуществляется за сч?т фермента нитрогеназы, которая крайне чувствительна к присутствию молекулярного кислорода (в аэробных условиях нитрогеназа разрушается). По этой причине существует система регуляции азотфиксации, сигналом для которой является наличие молекулярного кислорода. В частности, ответ на присутствие кислорода на уровне экспрессии генов осуществляется гомологичными факторами транскрипции FnrN, регулирующим свою активность самостоятельно в ответ на присутствие кислорода, и FixK, регулируемом двухкомпонентной системой FixL-FixJ. В настоящей работе FnrN-, FixK и FixL-FixJ-зависимая регуляция азотфиксации в Alphaproteobacteria была исследована методами сравнительной геномики и найден мотив связывания белка FixJ.

Рассадин Юрий Михайлович

Рахманинова Александра Борисовна

Д. Митева, Е. Ставровская, А. Б. Рахманинова, А. А. Миронов
Поиск сигналов инициации трансляции у Cyanobacteria. Открыть работу

Инициация трансляции в прокариотах, как правило, осуществляется путем связывания рибосомы с областью Шайна-Дальгарно. Исключение составляют лишь несколько бактериальных групп, у которых эта область отсутствует или представлена слабо. Примером являются Cyanobacteria. В данной работе проведена биоинформатическая проверка двух известных из экспериментальных работ предположений о механизме регуляции трансляции в Cyanobacteria.

В. Степанова, A. Рахманинова
Разбиение семейства S8 растительных сериновых протеаз на группы специфичности с помощью компьютерных методов Открыть работу

Для разбиения семейства растительных сериновых протеаз на группы специфичности было применено два различных подхода. В первом случае на основе множественного выравнивания было получено такое разбиение, которое обеспечивало нахождение лучших SDP-позиций. В другом случае на основе попарного выравнивания доменов был примен?н метод поиска ортологов. Полученные результаты позволяют говорить о существовании групп специфичности внутри указанного семейства.

Родионов Дмитрий Александрович

Semen Leyn, Dmitry Rodionov
HexR – new central carbohydrate metabolism transcription regulator. Comparative approach study Открыть работу

Recently new central metabolism regulator HexR was found in Pseudomonas species. In this paper we apply comparative genomic approach to analyze HexR regulation in 95 genomes of Gamma- and Beta-proteobacteria. The regulon content vary significantly among 9 groups of studied bacteria. HexR controls from 1-2 target operons in Enterobacteria and up to 19 operons in the Aeromonadales group. Most of the genes predicted to be under regulation of HexR encodes metabolic enzymes of the central glycolytic pathways. The predicted DNA-binding motifs of HexR regulators possesses 20-nt palindromic structure and a common consensus nTGTAnnnnnnnTACAn (where 'n' denotes any nucleotide). In Pseudomonadales group we found two paralogs of HexR, one with the conventional motif and another one with a substantially different motif with consensus nTGTTGTnACAACAn.

Е.Д.Ставровская, Д.А.Родионов, А.А. Миронов, И. Дубчак, П.С.Новичков
Вероятностный подход для выявления состава регулона. Различные способы определения меры принадлежности гена к регулону. Открыть работу

Распознавание транскрипционных регуляторных сетей – одна из интереснейших задач, с которой столкнулось биоинформатическое сообщество в связи с постоянно растущим количеством полных геномов. Сравнительно-геномный подход с успехом использовался для анализа транскрипционной регуляции многих метаболических систем в различных бактериальных таксономических группах. Консервативность сайта перед геном в группе родственных геномов свидетельствует в пользу регуляции гена данным транскрипционным фактором. Традиционно для определения регуляторных сайтов при поиске с помощью профильной матрицы устанавливают некоторый оптимальный порог на вес сайта. В данной работе предложены три способа определения меры принадлежности гена к регулону на основании эволюционной консервативности сайта. Две меры основаны на выборе оптимального порога на вес сайта, а третья использует альтернативный подход.

Рубанов Лев Израилевич

Рыбин Павел Сергеевич

Cафонов Александр Александрович

Александр Сафонов, Евгений Хоров, Артем Красилов
Анализ эффективности протокола OLSR в канале 5МГц Открыть работу

Начатый недавно переход на цифровое телевизионное вещание высвобождает диапазоны частот ниже 1 ГГц. Вопрос использования этих частот беспроводными сетями построенными на базе WiFi уже изучается группой IEEE 802.11af комитета по стандартам IEEE 802 LMSC. Особый интерес представляет возможность работы в освободившемся диапазоне получивших широкую популярность многошаговых беспроводных сетей, построенных на базе WiFi: MANET и mesh-сетей, в работе которых важная роль отведена протоколу маршрутизации пакетов. В данной работе исследуется эффективность популярного протокола маршрутизации OLSR в сети WiFi, работающей на центральной частоте 400 МГц в канале шириной 5 МГц. В работе введены оригинальные показатели эффективности протокола маршрутизации, такие как доступность услуги маршрутизации и стоимость оказания этой услуги, представляющие интерес для исследователей и инженеров для настройки протокола. Определена область применимости протокола OLSR, используемого с параметрами по умолчанию, которая оказывается не слишком большой, особенно в случае мобильных сетей и в сетях с высокой загрузкой. Наконец, сформулированы гипотезы о возможных изменения значений параметров OLSR, которые могут расширить область применимости этого протокола.

Павел Некрасов, Александр Сафонов, Евгений Хоров
Анализ эффективности методов оптимизации рассылки сетевой информации в сетях MANET Открыть работу

Масштабируемость сетей MANET существенно ограничивается увеличением объема передаваемой в сети служебной информации. Служебный трафик загружает сеть, что само по себе снижает возможность сети передавать пользовательские данные. Кроме того, вместе с увеличением объема служебного трафика растет вероятность коллизий и число переповторов одного и того же пакета, а значит, увеличиваются накладные расходы на доставку пакета от источника до конечного получателя. Для проактивных протоколов маршрутизации класса link state hop-by-hop с пошаговым определением маршрута известны методы MPR и FS, оба нацеленные на уменьшение объема служебного трафика, но разными способами. Насколько нам известно, все проводимые до сих пор исследования эффективности этих методов ограничиваются оценкой собственно числа служебных пакетов, передаваемых в сети в единицу времени, предполагая явно или неявно, что снижение числа служебных сообщений не снижает надежности и качества построенных маршрутов (их близости к оптимальным по какому-либо критерию) и, в конечном счете, увеличивает доступность услуг по передаче данных, предоставляемых сетью. Таким образом, вопрос качества маршрутизации при применении методов MPR и FS в этих исследованиях фактически остается нераскрытым. В данной работе анализируется влияние методов MPR и FS (каждого по отдельности и обоих сразу) на работу сети, передающей голосовой трафик, и определяются оптимальные значения интенсивности рассылки сетевой информации, максимизирующие среднюю доступность услуги по передаче голосового трафика в сети.

Антон Кирьянов, Александр Сафонов, Евгений Хоров
Методы исследования переходных характеристик протокола OLSR при включении/выключении узла сети Открыть работу

Протокол OLSR, один из самых популярных протоколов маршрутизации в сетях MANET, оказывается неэффективным при высокой мобильности. Многочисленные исследования протокола так и не ответили на вопрос, почему это происходит, и каким образом надо изменить протокол, чтобы он работал эффективно в подвижных сетях. В работе вводится оригинальная классификация ошибок маршрутизации и предлагается метод исследования протокола, основанный на наблюдении процессов, происходящих при изменении топологии сети. Этот метод позволяет ответить на первый вопрос и частично отвечает на второй.

Селиверстов Александр Владиславович

О.А. Зверков, А.В. Селиверстов, В.А. Любецкий
Позиционная связь генов пластомов растений и водорослeй Открыть работу

Проведён полный анализ позиционной связи генов в пластомах растений и водорослей. Анализ основан на сопоставлении аннотаций генов в банке данных GenBank. Предположен новый вид аттенюаторной регуляции, который показан на примере пары генов ycf33 и ilvB и основан на сопряжённой трансляции этих генов, в ней ycf33 играет роль гена лидерного пептида для гена ilvB. Обсуждаются роли генов ycf12 в формировании железосероцентров и ycf34 в синтезе аминокислот.

К.В. Лопатовская, А.В. Селиверстов, В.А. Любецкий
Регулоны факторов NtcA и NtcB у цианобактерий и багрянок Открыть работу

Рассмотрено большое количество видов цианобактерий и хлоропластов Rhodophyta в связи с регуляторной активностью факторов NtcA и NtcB перед различными генами, большей частью связанными с метаболизмом азота. Это позволило предсказать много новых сайтов связывания этих факторов, существенно уточнить консенсус сайтов связывания, предсказать эволюцию NtcA- и NtcB-регулонов и опровергнуть гипотезу о существенной роли у подавляющего большинства видов NtcA-регуляции генов, вовлеченных в фиксацию углерода, и генов фотосистем.

Селионов Виктор Александрович

Д. С. Жванский, В. А. Селионов, И. А. Солопова, А. А. Гришин
Исследование взаимовлияния циклической активности верхних и нижних конечностей на общий паттерн мышечной активности. Открыть работу

Целью работы было исследование возможности активации мышц пассивной руки при ее циклических движениях, навязанных активными движениями контралатеральной руки или экспериментатором, и влияние на эту активность противофазных движений нижних конечностей. Здоровые испытуемые в положении лежа осуществляли противофазные движения рук отдельно, или совместно с шагательными движениями ног. Эксперимент включал в себя 3 условия: 1) активные движения обеих рук; 2) активные движения одной руки, при которых другая вынужденно участвовала в движении, но была полностью пассивна, 3) пассивные движения руки, вызываемые экспериментатором. В условии 2) применяли дополнительно нагрузки на активную руку. Во всех трех условиях эксперимент проводили также и на фоне шагательных движений ног. Показана возможность активации мышц пассивно движущейся руки, в значительной степени обусловленной увеличенным афферентным притоком от мышц контралатеральной руки. Появляющаяся электрическая активность модулировалась в цикле движения рук и зависела от нагрузки активной руки. Во время шагательных движений и сопутствующих им движений рук происходило взаимодействие систем нейронного управления верхних и нижних конечностей.

Сизов Виктор Геннадьевич

Соколов Валерий Владимирович

Солопова Ирина Александровна

Д. С. Жванский, В. А. Селионов, И. А. Солопова, А. А. Гришин
Исследование взаимовлияния циклической активности верхних и нижних конечностей на общий паттерн мышечной активности. Открыть работу

Целью работы было исследование возможности активации мышц пассивной руки при ее циклических движениях, навязанных активными движениями контралатеральной руки или экспериментатором, и влияние на эту активность противофазных движений нижних конечностей. Здоровые испытуемые в положении лежа осуществляли противофазные движения рук отдельно, или совместно с шагательными движениями ног. Эксперимент включал в себя 3 условия: 1) активные движения обеих рук; 2) активные движения одной руки, при которых другая вынужденно участвовала в движении, но была полностью пассивна, 3) пассивные движения руки, вызываемые экспериментатором. В условии 2) применяли дополнительно нагрузки на активную руку. Во всех трех условиях эксперимент проводили также и на фоне шагательных движений ног. Показана возможность активации мышц пассивно движущейся руки, в значительной степени обусловленной увеличенным афферентным притоком от мышц контралатеральной руки. Появляющаяся электрическая активность модулировалась в цикле движения рук и зависела от нагрузки активной руки. Во время шагательных движений и сопутствующих им движений рук происходило взаимодействие систем нейронного управления верхних и нижних конечностей.

Спирин Сергей Александрович

Александр Панчин, Сергей Митрофанов, Андрей Алексеевский, Сергей Спирин, Юрий Панчин
Зависимость мутационных процессов в геноме человека от контекста Открыть работу

Значительное увеличение частоты транзиции C>T в первой позиции динуклеотида CG в геноме человека является хорошо изученным примером зависимости процессов мутагенеза от нуклеотидного контекста. В данном случае резкие изменения частоты мутаций связаны с работой фермента ДНК метилазы. Таким образом, изучение влияния нуклеотидных контекстов на мутационные процессы не только интересно само по себе, но может помочь поиску новых механизмов мутагенеза. Использование геномов шимпанзе и орангутана позволило восстановить предковое состояние 6,530,908 одиночных нуклеотидных полиморфизмов (SNP) человека и определить направление мутаций. Изучена зависимость частот мутаций от 1-5 нуклеотидных контекстов. Например, выяснилось, что транзиция T>C происходит во второй позиции мотива AT^T/_AG примерно в 3.5 раза чаще, чем траниции T>C в среднем по всем мотивам. Это сравнимо с увеличением частоты транзиций C>T в первой позиции динуклеотида CG (в 4.7 раза). Обсуждаются и другие эффекты.

Ставровская Елена Дмитриевна

Д. Митева, Е. Ставровская, А. Б. Рахманинова, А. А. Миронов
Поиск сигналов инициации трансляции у Cyanobacteria. Открыть работу

Инициация трансляции в прокариотах, как правило, осуществляется путем связывания рибосомы с областью Шайна-Дальгарно. Исключение составляют лишь несколько бактериальных групп, у которых эта область отсутствует или представлена слабо. Примером являются Cyanobacteria. В данной работе проведена биоинформатическая проверка двух известных из экспериментальных работ предположений о механизме регуляции трансляции в Cyanobacteria.

Гайдукова А.П., Ставровская Е.Д., Миронов А.А.
Инструментальное средство поиска регуляторных мотивов в геномах Открыть работу

В процессе жизнедеятельности клетки не все гены экспрессируются одновременно. Это достигается за счет регуляции. Понимание механизма регуляции экспрессии генов – важнейшая задача биологии. При изучении регуляции экспрессии на уровне транскрипции важно не только определить белки-регуляторы (транскрипционные факторы), но и участки их связывания с последовательностью ДНК. В настоящее время в открытом доступе находится большое количество секвенированных геномов и данных по экспрессии генов, что позволяет изучать регуляцию путем анализа последовательностей с помощью вычислительных методов. Задача поиска регуляторных мотивов в наборе последовательностей ДНК – классическая задача биоинформатики. К настоящему моменту создано огромное количество алгоритмов поиска мотивов, однако все они имеют свои ограничения, и не существует универсального алгоритма, который решает эту задачу. Известно, что алгоритмы, комбинирующие различные методы, наиболее эффективны и универсальны. В данной работе мы представляем алгоритм поиска мотивов в последовательностях ДНК, совмещающий словарные техники и методики, использующие скрытые марковские модели.

Е.Д.Ставровская, Д.А.Родионов, А.А. Миронов, И. Дубчак, П.С.Новичков
Вероятностный подход для выявления состава регулона. Различные способы определения меры принадлежности гена к регулону. Открыть работу

Распознавание транскрипционных регуляторных сетей – одна из интереснейших задач, с которой столкнулось биоинформатическое сообщество в связи с постоянно растущим количеством полных геномов. Сравнительно-геномный подход с успехом использовался для анализа транскрипционной регуляции многих метаболических систем в различных бактериальных таксономических группах. Консервативность сайта перед геном в группе родственных геномов свидетельствует в пользу регуляции гена данным транскрипционным фактором. Традиционно для определения регуляторных сайтов при поиске с помощью профильной матрицы устанавливают некоторый оптимальный порог на вес сайта. В данной работе предложены три способа определения меры принадлежности гена к регулону на основании эволюционной консервативности сайта. Две меры основаны на выборе оптимального порога на вес сайта, а третья использует альтернативный подход.

Степанова Вита

Степанян Карен Вартанович

Стержанов М.В.

Суворова Инна Андреевна

Сурпин Вадим Павлович

Талис Вера Леонидовна

Талис В.Л., Капитонов М.А., Максимова Е.В.
Мышечные пост-эффекты и поддержание равновесия у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции Открыть работу

Анализировали вертикальную стойку у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции до и после коррекционных приемов, воздействующих на тоническое напряжение аксиальных мышц. Траекторию движения центра давления (ЦД) регистрировали при стоянии с открытыми (ГO), закрытыми глазами (ГЗ) и на поролоновом коврике с открытыми глазами до и после коррекционного воздействия. Длина траектории движения ЦД (в основном за счет сагиттальной составляющей) у обследованных детей была во всех условиях больше, чем у взрослых больных с тем же диагнозом, и эта разница достигла степени значимости для стойки на поролоне. После коррекционного воздействия дестабилизирующее влияние закрывания глаз у детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции уменьшилось как за счет фронтальной, так и за счет сагиттальной составляющей траектории движения ЦД. Результаты позволяют заключить, что стойка детей с нарушениями сенсо-моторной интеграции хотя и менее устойчива, чем у взрослых больных, но коррекционное воздействие приводит к оптимизации использования проприоцептивной информации при закрывании глаз.

Тереханова Надежда Владимировна

Титов Иван

Тоневицкий Александр

Трунов Владимир Григорьевич

Усилин Сергей

Утешева Анастасия Юрьевна

Фаворов Александр Владимирович

Alexander Favorov, Dmitris Lvovs, William Speier, Giovanni Parmigiani, Michael F. Ochs
ONION: an XML format to exchange gene-related probabilities Открыть работу

We present here an XML format, ONION, that is designed to encode biological relationships in a Bayesian form. Any ONION consist of a dictionary that lists the names of biological objects (words) we speak about (e. g., lists all the loci and alleles of interest), a set of expressions that are Boolean functions on predicates about the words, and a set of statements that refer to the expressions in a Bayesian way. The essence of the predicates is out of scope of the format. Statements occur in blocks, each arising from a single data source with an ascribed reliability. While this work grows out of encoding prior knowledge of potential gene interactions, the framework presented here is general. In fact, the interpretation of the encoded information is on the receiver of the XML. The format is able to establish communication between a wide variety of genome-scale informatics and analysis tools.

А.А. Никулова, А.А. Миронов, А.В. Фаворов
Предсказание и анализ консервативных транскрипционных регуляторных областей в геномах рода Drosophila Открыть работу

Для понимания регуляции транскрипции генов необходимо знать закономерности, лежащие в основе группировки сайтов связывания факторов транскрипции и формирования ткане- специфичных регуляторных элементов. В данной работе мы попытались выявить консервативные правила взаиморасположения сайтов в регуляторных областях генов развития Drosophila, сравнить структуру регуляторных участков разных генов и выявить сходно регулирующиеся гены.

Фахриев Денис Нурисламович

Филиппова Вера

Фролов Алексей Андреевич

Фролова Татьяна Ильинична

Ханипов Тимур

Хоров Евгений Михайлович

Александр Сафонов, Евгений Хоров, Артем Красилов
Анализ эффективности протокола OLSR в канале 5МГц Открыть работу

Начатый недавно переход на цифровое телевизионное вещание высвобождает диапазоны частот ниже 1 ГГц. Вопрос использования этих частот беспроводными сетями построенными на базе WiFi уже изучается группой IEEE 802.11af комитета по стандартам IEEE 802 LMSC. Особый интерес представляет возможность работы в освободившемся диапазоне получивших широкую популярность многошаговых беспроводных сетей, построенных на базе WiFi: MANET и mesh-сетей, в работе которых важная роль отведена протоколу маршрутизации пакетов. В данной работе исследуется эффективность популярного протокола маршрутизации OLSR в сети WiFi, работающей на центральной частоте 400 МГц в канале шириной 5 МГц. В работе введены оригинальные показатели эффективности протокола маршрутизации, такие как доступность услуги маршрутизации и стоимость оказания этой услуги, представляющие интерес для исследователей и инженеров для настройки протокола. Определена область применимости протокола OLSR, используемого с параметрами по умолчанию, которая оказывается не слишком большой, особенно в случае мобильных сетей и в сетях с высокой загрузкой. Наконец, сформулированы гипотезы о возможных изменения значений параметров OLSR, которые могут расширить область применимости этого протокола.

Павел Некрасов, Александр Сафонов, Евгений Хоров
Анализ эффективности методов оптимизации рассылки сетевой информации в сетях MANET Открыть работу

Масштабируемость сетей MANET существенно ограничивается увеличением объема передаваемой в сети служебной информации. Служебный трафик загружает сеть, что само по себе снижает возможность сети передавать пользовательские данные. Кроме того, вместе с увеличением объема служебного трафика растет вероятность коллизий и число переповторов одного и того же пакета, а значит, увеличиваются накладные расходы на доставку пакета от источника до конечного получателя. Для проактивных протоколов маршрутизации класса link state hop-by-hop с пошаговым определением маршрута известны методы MPR и FS, оба нацеленные на уменьшение объема служебного трафика, но разными способами. Насколько нам известно, все проводимые до сих пор исследования эффективности этих методов ограничиваются оценкой собственно числа служебных пакетов, передаваемых в сети в единицу времени, предполагая явно или неявно, что снижение числа служебных сообщений не снижает надежности и качества построенных маршрутов (их близости к оптимальным по какому-либо критерию) и, в конечном счете, увеличивает доступность услуг по передаче данных, предоставляемых сетью. Таким образом, вопрос качества маршрутизации при применении методов MPR и FS в этих исследованиях фактически остается нераскрытым. В данной работе анализируется влияние методов MPR и FS (каждого по отдельности и обоих сразу) на работу сети, передающей голосовой трафик, и определяются оптимальные значения интенсивности рассылки сетевой информации, максимизирующие среднюю доступность услуги по передаче голосового трафика в сети.

Антон Кирьянов, Александр Сафонов, Евгений Хоров
Методы исследования переходных характеристик протокола OLSR при включении/выключении узла сети Открыть работу

Протокол OLSR, один из самых популярных протоколов маршрутизации в сетях MANET, оказывается неэффективным при высокой мобильности. Многочисленные исследования протокола так и не ответили на вопрос, почему это происходит, и каким образом надо изменить протокол, чтобы он работал эффективно в подвижных сетях. В работе вводится оригинальная классификация ошибок маршрутизации и предлагается метод исследования протокола, основанный на наблюдении процессов, происходящих при изменении топологии сети. Этот метод позволяет ответить на первый вопрос и частично отвечает на второй.

Храмеева Екатерина Евгеньевна

Цитович Иван Иванович

Цитович Федор

Цой Ольга Владиславовна

Цыганова Анна Михайловна

Шапировский Илья Борисович

Шеманаева Ольга Юрьевна

Шестаков Лев Сергеевич

Шинкарюк Алла

Шишкин Александр Леонидович

Щелкунов Михаил

Gerton, Jennifer

Lvovs, Dmitris

Och, Michael F.

Parmigiani, Giovanni

Speier, William

Поиск работ по автору