ИСТИНА

При использовании мощных источников рентгеновского излучения – рентгеновских лазеров на свободных электронах для решения вопрос о практическом определении структуры изолированных биологических макромолекул и их комплексов разработан метод решения при работе с изолированными объектами центральной проблемы дифракционных методов (фазовой проблемы) — восстановления фазовой части преобразования Фурье распределения электронной плотности в исследуемом объекте по модулю преобразования Фурье, определяемому в эксперименте. Объектом отдельного исследования являлись некодирующие области геномной ДНК (регуляторные области последовательности белков и интроны), а также РНК. Разработанный обобщенный спектрально-аналитический метод (ОСАМ) использован при решении задач анализа биомедицинских и биоинформационных данных (например, при анализе магнитоэнцефалограмм, ДНК повторов и т.д.). Разработан параллельный алгоритм для глобального выравнивания протяженных последовательностей. Алгоритм использует произвольную матрицу замен и масштабируется на многоядерных системах, демонстрируя суперлинейное ускорение. Предложена модель сломанной молнии предсказания сайтов связывания TALEN-ДНК, которая формализуется с помощью уравнений свёртки, например, оценки на основе экспоненциального скользящего среднего, применяя их к имеющимся табличным оценкам. В результате предложен новый метод предсказания сайтов связывания и разработан соответствующий сервис TANDIS. Выполнен обзор по базовым физическим механизмам, которые лежат в основе работы сердца. В рамках кардиофизики среди базовых механизмов выделены базовые механизмы работы сердца и базовые механизмы регуляции и управления ритмом сердца. Институтом ведутся работы по созданию информационно-вычислительного ресурса «Математическая клетка» для моделирования процессов, происходящих внутри живой клетки. Среди проектов такого рода, развиваемых в мире – E-CELL, Virtual Cell, и другие программные комплексы для моделирования. Получила развитие вычислительная компонента интернет-портала www.mathcell.ru. Были разработаны и реализованы алгоритмы для моделирования процессов переноса заряда в энергопреобразующих мембранах живой клетки, предназначенные для гибридных вычислительных комплексов, включающих графические и обычные процессоры. Ранее было проведено обширное тестирование, развиты новые подходы применения различных комбинированных методов (молекулярной механики (ММ), квантово-механических методов (КМ) и молекулярной динамики (МД), а также методов теории функционала плотности (ТФП), с применением таких программных средств как Gaussian, MOPAC, AIMPRO, VASP, HyperChem, и ряда собственных оригинальных программных средств) и выполнено их сравнение между собой, а также с экспериментальными данными. Создана база данных по растительности зоны умеренных лесов Европейской части России; метаданные о базе опубликованы через глобальный портал по биоразнообразию GBIF.org (https://doi.org/10.15468/gohlb5). База данных включает более 5000 геоботанических описаний растительности (более 130 тыс. записей), сделанных в период с 1929 по 2016 гг. Разработана веб-система виртуальных морфометрических глобусов Земли, Марса и Луны. В системе для каждого из трех небесных тел представлены глобусы семнадцати морфометрических характеристик (горизонтальная кривизна, вертикальная кривизна, минимальная кривизна, максимальная кривизна, водосборная площадь и др.), рассчитанные с разрешением 15 угловых минут. К системе предоставляется бесплатный доступ в режиме реального времени через сеть Интернет по адресу: http://cartsrv.mexlab.ru/virtualglobe.