Abstract: This paper aims to introduce a new metric Hit Rate and how it is effected by the introduction of Scaling and also how does scaling effects accuracy of different algorithms and is not always beneficial.To reach our results we have used Python's Machine Learning Library Scikit-learn which is widely popular and to further validate our findings we have taken to completely different datasets from UCI Machine Learning repository.

Abstract: Rate of spontaneous mutations is a key question of the population genetics. For highly polymorphic species mutation rate could be one possible explanation of hyperdiversity. Using whole-genome resequencing of two parental and seventeen offspring haploid genotypes, we estimate that the mutation rate in highly polymorphic fungi S. commune is rather high, at 2.0×10-8 (95% CI 1.1×10-8 to 3.8×10-8) per nucleotide per generation. We conclude that high mutation rate is one of factors, which play a role in the hyperdiversity of this species.

Abstract: Mutations are the sine qua non of evolution; they also shape variation. Even deleterious mutations may segregate within a population for multiple generations if selection against them is not too strong. Point mutations in coding regions of genes may be synonymous if they don't change the encoded amino acid; nonsynonymous if they change it; or nonsense if they result in a premature stop codon. As a nonsense mutation pseudogenizes the gene, it effectively disables negative selection at a gene, making subsequent accumulation of nonsynonymous mutations at other positions of the same gene neutral. Therefore, in the absence of recombination, post-nonsense nonsynonymous mutations are expected to accumulate at the same rate as synonymous mutations. Here, we verify this hypothesis using genomes of 162 inbred lines Drosophila melanogaster. We identified 960 genes with 1202 nonsense mutations. On average, each line carries 63 nonsense mutations in 59 genes. 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.

Abstract: In the paper we consider a problem of recovering the solution of undetermined system of linear inequalities. Such kind of problems frequently arises in transportation research. We discuss some useful modeling assumptions as well as a survey of state of the art numerical methods to solve a problem in a high dimension setting

Abstract: В данной работе проводится анализ данных, полученных методом магнитной энцефалографии, записанных с коры головного мозга, когда человек по сигналу поднимает и опускает палец. Целью настоящей работы является классификация временного сигнала по определенным участкам активности испытуемого. Для этого исходный сигнал сначала был отфильтрован для правильного определения пиков, а также очищен от артефактов. Далее, с помощью библиотек Python MNE и PyEEG были определены эпохи, из которых извлекались признаки. В заметке приводятся результаты сравнения работы различных методов классификации для решения задачи классификации состояний человека на условные состояния внимательности и невнимательности.

Abstract: In this paper the modern approaches to homomorphic ciphers creation with the use of residue number system (RNS) are researched. It is shown, that RNS application of homomorthic ciphers allows to create a fully-homomortphic system of information security in cloud area. A homomorphic encryption scheme in RNS, which allows to check computation results on correctness, is proposed. The modeling of the proposed modified homomorphic encryption scheme in RNS has shown that in case of the information processing time increase on average 10\% it becames possible to project reliable systems of cloudy data protection with the given level of safety.

Abstract: В данной работе рассматривается сеть сенсоров, работающих согласно дополнению к стандарту IEEE 802.11ah. Точка доступа периодически выделяет группе сенсоров интервал времени — окно ограниченного доступа — в течение которого они могут отправить данные. В данной работе рассматривается задача рационального выбора длительности окна ограниченного доступа для достижения требуемой вероятности успешной передачи данных. В работе представлена аналитическая модель процесса передачи данных, учитывающая то, что сенсоры обладают ограниченной энергией.

Abstract: Одной из основных задач разрабатываемого в рамках развития концепции Интернета вещей стандарта IEEE 802.11ah является организация энергоэффективной работы большого числа сенсоров или станций. Количество последних измеряется тысячами в расчете на одну точку доступа. В случаях, когда такой большой группе станций необходимо одновременно обновить подключение к точке доступа, для снижения конкуренции при доступе к среде IEEE 802.11ah предлагает использовать механизмы управления процессом присоединения. Одним из таких является рассматриваемый в данной работе протокол распределенного управления процессом присоединения устройств (Distributed authentication control, DAC). Для исследования эффективности использования данного протокола в сравнении с подключением по обычным механизмам Wi-Fi была построена модель, позволяющая найти распределение времени присоединения устройств. Кроме того, построенная модель позволила определить параметры DAC, минимизирующие время подключения по данному механизму.

Abstract: APOBEC3B, a cytidine deaminase of the APOBEC family, is one of the main factors causing mutations in human cancers1-4. APOBEC3B specifically deaminates cytosines on single stranded DNA (ssDNA)3,5-8. A fraction of the APOBEC3B-induced mutations occur as clusters ('kataegis') in ssDNA produced during reparation of double-stranded breaks (DSBs). However, the properties of the remaining 87% of APOBEC3B induced mutations, specifically, the source of the ssDNA and the genomic distribution, are largely unknown1,3. Our analysis of genomic1,9 and exomic (TCGA) cancer databases demonstrates that the DNA regions which are usually lagging during DNA replication, and therefore temporarily exist as ssDNA10-12, are the major target of APOBEC3B, carrying >33% of dispersed APOBEC3B-induced mutations. Unexpectedly, while methylated cytosine is generally more mutation-prone than non-methylated cytosine, we report that methylation reduces the rate of APOBEC3B-induced mutations by a factor of ~2. Lastly, we show that in cancers with intensive APOBEC3B-induced mutagenesis, there is almost no increase in mutation rates in late replicating regions (contrary to other cancers); as late-replicating regions are depleted in exons, this results in a 1.3-fold higher fraction of mutations falling into exons. This study provides novel insights into the APOBEC3B-induced mutagenesis, and suggests that mutational processes are severely perturbed in genomes of cancers with the APOBEC3B signature.

Abstract: Для действия естественного отбора необходима избыточность размножения организмов. Дисперсия числа потомков на особь получила название "возможности для отбора" (или индекс Кроу). Однако связь между возможностью для отбора и действительным отбором не совсем ясна. Сила отбора характеризуется не дисперсией реального числа потомков, а дисперсией ожидаемого числа потомков, которая определяется генотипом особей. В то же время даже в полностью генетически мономорфной популяции (в которой отбор в идеале должен отсутствовать) в силу случайных причин особи могут приносить разное количество потомков, причем вклад этой случайной составляющей тем больше, чем больше потомков в принципе имеют особи данного вида. Истинную силу отрицательного естественного отбора можно оценить по среднему количеству loss-of-function генов, которое несут особи данного вида. Мы проанализировали 139 транскриптомов 19 видов Metazoa, чтобы исследовать зависимость количества loss-of-function от плодовитости и других демографических характеристик организмов.

Abstract: Сайты сплайсинга представляют собой короткие последовательности фланкирующие интроны. В данной работе рассматриваются корреляции между силой позиций внутри сайтов сплайсинга. Делается попытка выяснить эволюционные механизмы, приведшие к их наличию.

Abstract: The dimensionality of complete genome-level fitness landscapes is huge, and studying their shape is hard. Arguably, the most basic level of understanding of a fitness landscape concerns distribution of fitnesses of alleles at a small locus, such as the amino acid propensities at a protein site. In the course of evolution, such single-position landscapes can change due to epistasis (changes elsewhere in the genome) or to environmental fluctuations. Several approaches have been proposed to study the rates and properties of such changes. They can be inferred from a range of patterns, such as changes in direction of selection, patterns of divergence, and phylogenetic distributions of homoplasies. These patterns are informative of the changes of amino acid propensities and, indirectly, of the shape of the fitness landscape. Furthermore, they can be used to distinguish between two major possible causes of changes of site-specific fitness landscapes: epistasis or environmental fluctuations, as these mechanisms predict very different dynamics of site-specific fitness landscapes.

Abstract: The structure of the genetic code leaves a footprint on the pathways by which adaptation proceeds. Among the 380 amino acid changes, 230 (60 %) cannot be realized through single nucleotide substitutions. For additional 30 (8 %) amino acid changes, only some of the codons of the ancestral amino acid may be converted into the descendant amino acid by a single nucleotide substitution, while the remaining codons would need to obtain a permissive synonymous substitution first. We hypothesized that this inaccessibility of amino acids by a single substitution limits the pace of adaptation. To test this hypothesis, we used the whole-genome comparisons of 100 vertebrate genomes together with the reconstructed nucleotide ancestral states (we focused on closely related species to make this reconstruction unambiguous). We compared the rates of double nucleotide substitutions to those expected if the two nucleotide substitutions were independent events. We find that the number of double substitutions observed at a single phylogenetic branch that involve a permissive synonymous substitution and a subsequent non-synonymous substitution allowed by it is ~3 times higher than expected under independence. These findings suggest that adaptive evolution is limited by the accessibility matrix of amino acids, and reveal a novel major constraint on evolution.

Abstract: Компенсаторные мутации играют большую роль в эволюции различных РНК структур, позволяя восстанавливать функционально важные взаимодействия, утраченные при мутации. Естественный отбор действует на различные РНК структуры с разной силой, что определяет степень вредности мутации, нарушающей структуру, и скорость возможного компенсаторного перехода. В данной работе были изучены компенсаторные замены в ρ-независимых терминаторах транскрипции бактерии Bacillus subtilis, представляющих собой шпильку на конце мРНК с последующим олигоуридиловым трактом. Мы обнаружили, что терминаторы транскрипции являются высококонсервативными структурами, находящимися под действием сильного естестственного отбора. Переходы между Уотсон-Криковскими парами происходят очень быстро, и предпочтительным промежуточным состоянием в переходах AU ↔ GC является пара GU.

Abstract: Rate of spontaneous mutations is a key question of the population genetics. For highly polymorphic species mutation rate could be one possible explanation of hyperdiversity. Using whole-genome resequencing of two parental and seventeen offspring haploid genotypes, we estimate that the mutation rate in highly polymorphic fungi S. commune is rather high, at 2.0×10-8 (95% CI 1.1×10-8 to 3.8×10-8) per nucleotide per generation. We conclude that high mutation rate is one of factors, which play a role in the hyperdiversity of this species.

Abstract: Epistatic interactions between amino acid sites shape the site-specific fitness landscapes, affecting the site-specific probabilities of fixations of different amino acids. There is abundant evidence that epistasis has a major role in shaping the evolution of protein sequences; however, it is hard to quantify its contribution. Here, we reconstruct the phylogeny of several mitochondrial proteins from ~3,000 metazoan species, and use this data to obtain high-resolution site-specific distributions of times between points of occurrence of every amino acid observed at each site. We show that substitutions to the same amino acid are clustered on the phylogenetic tree, and that the extent of clustering is higher in conservative sites. Furthermore, substitutions giving rise to amino acids that segregate as minor frequency alleles in the human population are also phylogenetically clustered near the human branch, showing that much of this polymorphism would be deleterious in other species.

Abstract: Mutations are the sine qua non of evolution; they also shape variation. Even deleterious mutations may segregate within a population for multiple generations if selection against them is not too strong. Point mutations in coding regions of genes may be synonymous if they don't change the encoded amino acid; nonsynonymous if they change it; or nonsense if they result in a premature stop codon. As a nonsense mutation pseudogenizes the gene, it effectively disables negative selection at a gene, making subsequent accumulation of nonsynonymous mutations at other positions of the same gene neutral. Therefore, in the absence of recombination, post-nonsense nonsynonymous mutations are expected to accumulate at the same rate as synonymous mutations. Here, we verify this hypothesis using genomes of 162 inbred lines Drosophila melanogaster. We identified 960 genes with 1202 nonsense mutations. On average, each line carries 63 nonsense mutations in 59 genes. 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.

Abstract: Knowledge of mutation rate heterogeneity within the human genome is very applicable in genome-wide association studies. Mutation rate variation is known to be associated with the changes of DNA features; however the main portion of it remains unexplained. Here we show that the correlation between human and chimp 1 Mb regions ~95% and becomes ~30 % lower when we compare human mutation rate with mutation rate in the Strepsirrhini clade. Recombination rate and in a lesser extent replication timing and DNase-hypersensitive sites possess the excess of explained variance for mutation rate in regions in which it changed recently. Although, landscapes of genomic features accumulate fewer changes compared with the landscape of the mutation rate, we found that shifts in distributions of genomic features correlate significantly with the changes in the local mutation rate between species in 1 Mb windows. These findings should be taken into account while constructing evolutionary models.

Abstract: Problems of data set description and outliers detection are solved by constructing optimal ellipsoid. Optimization problems are formulated as convex programming problems using linear matrix inequalities. Proposed method is compared with similar known before methods in terms of two criteria: volume of ellipsoid and the number of points in train data set that lie beyond the ellipsoid.

Abstract: Различные сетевые протоколы генерируют значительный объем служебного трафика, снижая при этом объем канальных ресурсов, доступных для передачи пользовательских данных. В частности, протокол детерминированного доступа к каналу, описанный в стандарте IEEE 802.11, рассылает информацию о зарезервированных станциями временных интервалах. В стандарте предложен новый подход к рассылке информации, основанный на разбиении информационных сообщений о резервированиях на группы. Возникает задача разработки алгоритма управления этими группами, позволяющего минимизировать объем передаваемых служебных сообщений. В представленной ранее работе был предложен простейший алгоритм, который имел существенный недостаток. Располагая изначально все резервирования в одной группе, алгоритм позволял достичь небольшого объема рассылки лишь при достаточно больших временах жизни резервирований. В данной работе представлен улучшенный алгоритм, лишенный указанного недостатка. Разработан математический метод выбора параметров этого алгоритма, позволяющих минимизировать объем рассылки информационных сообщений. Показано, что новый алгоритм позволяет существенно снизить объем рассылки по сравнению с алгоритмом, представленным ранее.

Abstract: Одна из популярных методик в построении интерфейсов «мозг-компьютер» (ИМК) состоит в выделении из данных электроэнцефалограмм (ЭЭГ) различных частотных полос, приблизительно соответствующих так называемым альфа-, бета-, etc. ритмам мозга. Известно, что различные ритмы в мозге соответствуют различным типам мыслительной активности, поэтому для решения задачи классификации имет смысл рассматривать ритмы изолированно друг от друга. С другой стороны, для решения задачи классификации ЭЭГ много информации можно получить из матриц ковариаций данных. Поскольку пространство ковариационных матриц формирует риманово пространство, для их анализа применима риманова геометрия. Но так как многие классические алгоритмы классификации работают только в евклидовом пространстве, используется проекция на касательное пространство риманова многообразия. Цель этой работы - совместить два описанных подхода и оценить их численные результаты в сравнении с другими популярными алгоритмами анализа ЭЭГ.

Abstract: Одна из ключевых задач при создании интерфейсов мозг-компьютер (ИМК) --- это решение задачи классификации электроэнцефалограмм (ЭЭГ), соответствующих, например, воображению различных движений. ЭЭГ может быть существенно искажено артефактами, не связанными с активностью мозга. Как правило, различные методы решения задачи классификации тестируются на данных, полученных в лабораторных условиях, которые позволяют минимизировать влияние артефактов с помощью постановки эксперимента (например, ограничение на мимику и движения тела, запись сигнала с закрытыми глазами). Профессиональные сообщества прогнозируют выход ИМК за пределы лабораторных условий в ближайшее время. Одна из задач, решение которой необходимо для успешного использования технологии ИМК в условиях повседневной жизни, --- это автоматическое удаление артефактов, число которых неизбежно увеличится. Как правило, алгоритмы автоматической очистки ЭЭГ от артефактов оцениваются экспертами с позиции качества удаления артефактов. Вместе с тем остается открытым вопрос, не удаляют ли эти методы вместе с артефактами информацию, существенную для решения задачи классификации. Цель работы состоит в количественной оценке влияния популярных методов автоматической очистки ЭЭГ на качество решения задачи классификации.

Abstract: Одна из популярных методик в построении интерфейсов «мозг-компьютер» (ИМК) состоит в выделении из данных электроэнцефалограмм (ЭЭГ) различных частотных полос, приблизительно соответствующих так называемым альфа-, бета-, etc. ритмам мозга. Известно, что различные ритмы в мозге соответствуют различным типам мыслительной активности, поэтому для решения задачи классификации имет смысл рассматривать ритмы изолированно друг от друга. С другой стороны, для решения задачи классификации ЭЭГ много информации можно получить из матриц ковариаций данных. Поскольку пространство ковариационных матриц формирует риманово пространство, для их анализа применима риманова геометрия. Но так как многие классические алгоритмы классификации работают только в евклидовом пространстве, используется проекция на касательное пространство риманова многообразия. Цель этой работы - совместить два описанных подхода и оценить их численные результаты в сравнении с другими популярными алгоритмами анализа ЭЭГ.

Abstract: Для появления интерфейса мозг-компьютер, основанного на электроэнцефалографии (ЭЭГ), необходимо создание быстрого и точного классификатора. Многие современные алгоритмы классификации и извлечения признаков из ЭЭГ построены на использовании матриц пространственной ковариации, однако лишь в последние годы появились алгоритмы, учитывающие риманову геометрию этих матриц.Одной из проблем этих методов является высокая размерность пространства признаков. В данной статье предлагается алгоритм снижения размерности ЭЭГ сигнала, который исправляет этот недостаток. Будучи протестированным на двух наборах данных, предложенный алгоритм демонстрирует результаты сопоставимые или же слегка превосходящие результаты как традиционных, так и созданных в последнее время эффективных алгоритмов, позволяя при этом снижать размерность пространства до десятков признаков.

Abstract: Для действия естественного отбора необходима избыточность размножения организмов. Дисперсия числа потомков на особь получила название "возможности для отбора" (или индекс Кроу). Однако связь между возможностью для отбора и действительным отбором не совсем ясна. Сила отбора характеризуется не дисперсией реального числа потомков, а дисперсией ожидаемого числа потомков, которая определяется генотипом особей. В то же время даже в полностью генетически мономорфной популяции (в которой отбор в идеале должен отсутствовать) в силу случайных причин особи могут приносить разное количество потомков, причем вклад этой случайной составляющей тем больше, чем больше потомков в принципе имеют особи данного вида. Истинную силу отрицательного естественного отбора можно оценить по среднему количеству loss-of-function генов, которое несут особи данного вида. Мы проанализировали 139 транскриптомов 19 видов Metazoa, чтобы исследовать зависимость количества loss-of-function от плодовитости и других демографических характеристик организмов.

Abstract: В данной работе рассмотрена задача детекции транспортного средства в видеопотоке методами технического зрения. Кратко описан общий метод функционирования детектора и подробно рассмотрена его важная составляющая - корреляционный детектор наличия объекта. Предложена более устойчивая двухпараметрическая модификация корреляционного детектора объекта для устранения его повышенной чувствительности и частых ложно-положительных срабатываний. Также, в связи с тем, что детектор проездов демонстрирует низкое качество обнаружения жесткой сцепки между транспортными средствами, предложен метод детектирования сцепок, основанный на поиске преимущественно горизонтальных границ. Результаты тестирования модифицированного детектора проездов демонстрируют улучшения детектирования проездов.

Abstract: Bacteria with multiple chromosomes belong to Actinobacteria, Chloroflexi, Deinococcus-Thermus, Fibrobacteres, Firmicutes, Proteobacteria and Spirochaetes. In our research we consider genus Burkholderia belonging to Betaproteobacteria. Evolution of these bacteria is of great interest because of their multichromosomal genome organization, their species consists of two or three chromosome. We reconstructed translocations between chromosomes. Also we made a reconstruction of events of gain/loss. It was done by two methods for orthologs and synteny blocks. Another important force shaping the genomic evolution is homologous recombination. We identified homologous recombinations in mallei/pseudomallei group.

Abstract: Traditional phylogenetic trees construction based on sequence comparison is significantly affected by the extensive horizontal gene flow between strains due to homologous recombination. On the other hand, genome rearrangements are less sensitive to homologous recombination and hence allow for an alternative ap-proach to construction of phylogenetic trees. We applied that alternative approach to Y. pestis, Y. enterocolitica and Y. pseudotubersulosis genomes and compared results to the traditional phylogeny construction model. Such comparison revealed that recombination events are not uniform in time and high recombination frequency seems to be specific for pathogens, e.g. Y. pestis. More over the history of rearrangements corresponding to the phylogeny based on traditional approach turned out to imply many parallel inversions during Y. pestis evolution. From the other hand, there turned out to be many hotspots in genomes that do not allow to define the optimal recombination history using only information about synteny blocks. Analysis of hot spots is expected to provide a valuable contribution to under-standing of evolution mechanisms of considered organisms.

Abstract: Important task for modern bioinformatics is prediction of SNPs impact on phenotype and pathogenicity. Predictions require well-established golden standards of benign and pathogenic mutations lists. Sideway features are used to find benign variants, in contrast pathogenic variants are searched using molecular biology methods and then aggregated to databases. However, pathogenic mutations databases are not always uniform which is the result of labile definition of pathogenicity and difference in approaches used by authors. Thus refining of pathogenic variants from databases is required for their usage. We used features that are often used as markers of benign variant: high variant allele frequency in populations, low mutation effect on protein sequence, prediction of low pathogenicity score by different tools - for analysis of pathogenic variants. We build distributions of variants according to these features and discovered mutations considered to be pathogenic but having a high possibility to be benign according to features.

Abstract: The combinatorial metric is a huge family of metrics. Metrics such as Hamming, burst and array (criss-cross or cover) metrics are special cases of this metric (translational metrics). The decoding problem in such a metric can be simplified by dividing it into smaller decoding problems in Hamming metric (being the widely used metric). This has been already done for both burst and array metrics. A general form of such simplification can be achieved through graph coloring. Although the coloring problem is NP hard, it has to be solved once per metric. For different combinatorial metrics the same coloring can be used if a certain relation is satisfied. A "novel" method of decoding in translational metrics beyond half the minimum distance using error/erasure decoders is introduced. By exploiting the properties of the metrics, we obtain a gain in the decoding radius but introduce decoding failures, however, with negligible probability.

Abstract: In the paper we consider a problem of recovering the solution of undetermined system of linear inequalities. Such kind of problems frequently arises in transportation research. We discuss some useful modeling assumptions as well as a survey of state of the art numerical methods to solve a problem in a high dimension setting

Abstract: This work presents a novel algorithm for change point detection, that can be applied for analysis of data of unknown nature. It is based on likelihood-ratio test statistics, as its behaviour can be described in terms of \chi^2-distribution even in case of model misspecification. To discover change point in the quickest way, statistics is calculated in a set of running windows of different scales. Algorithm is self-tuned: critical values are justified by data and calculated with multiplier bootstrap procedure. To make the method more robust for outliers, the concept of change-point patterns is presented.

Abstract: В статье рассматривается влияние применения полихроматического рентгеновского пучка для зондирования в методе рентгеновской томографии на точность реконструкции изображений. Проводится анализ 2-мерного варианта задачи. Для изучения влияния параметров эксперимента на выраженность артефактов численно реализована программа моделирования результатов эксперимента. Предложен критерий численной оценки выраженности артефактов восстановления с точки зрения возможности дальнейшей оценки качества реконструкции. Представлены и обсуждаютсярезультаты применения критерия к модельным расчетам для разных композиций химических элементов.

Abstract: Рассматривается задача реконструкции компьютерной томографии с существенно немонохроматическим источником излучения. Показывается наличие характерных артефактов, возникающих при использовании обычных монохроматических алгоритмов для восстановления таких синограмм. Предлагается модификация алгебраического метода реконструкции для такого эксперимента. Вместо типично используемых методов борьбы с артефактами в виде регуляризации или фильтрации входных данных, предлагается внести изменения в постановку задачи. Задача восстановления сводится от вычисление функции затухания рентгеновского излучения, к вычислению концентраций заранее ограниченного набора элементов, составляющих исследуемый объект. Для восстановления концентраций предлагается использовать алгебраический метод. Выведен шаг итерации для такой задачи и описан модельный пример.

Abstract: Problems of data set description and outliers detection are solved by constructing optimal ellipsoid. Optimization problems are formulated as convex programming problems using linear matrix inequalities. Proposed method is compared with similar known before methods in terms of two criteria: volume of ellipsoid and the number of points in train data set that lie beyond the ellipsoid.

Abstract: Многие документы содержат повторяющиеся защитные элементы, такие как голограммы, водяные знаки, гильоши. Целью нанесения таких периодических фоновых элементов является защита от подделывания. Нахождение подобных структур обеспечивает встроенным системам опти&