Reports of the National Academy of Sciences of Belarus
Not a member yet
977 research outputs found
Sort by
Алгоритм обнаружения движущихся объектов, наблюдаемых видеокамерой
Get PDFAn algorithm to detect moving objects captured by a moving video camera is presented. The algorithm is based on detection of motion on video frames taken by a moving video camera, as well as on finding and analyzing the trajectories of moving objects. A feature of the algorithm is detection on frames of connected areas (clusters) of possible object motion. Then moving points on the detected clusters are found, and those points trajectories are built with help of the optical flow. The trajectories are used as features of moving objects. Only smooth trajectories are exploited for detection of moving objects, and the remaining ones are removed from consideration. An object is considered as moving on the current frame if it contains ends of a sufficient number of trajectories of moving points found on previous frames. The presented algorithm has a low computational complexity, which allows it to be used in real or near real time on small computers that have only a few processors of the ARM architecture without powerful parallel computing tools such as GPUs or neural network processors NPU.Представлен алгоритм обнаружения движущихся объектов, наблюдаемых видеокамерой. Алгоритм основан на обнаружении движения на кадрах видеопотока, полученного в общем случае движущейся видеокамерой, а также на построении и анализе траекторий движущихся объектов. Особенность алгоритма заключается в обнаружении на кадрах связных областей (кластеров) возможного движения, которые с большой вероятностью принадлежат изображениям движущихся объектов, а затем – нахождении на обнаруженных кластерах точек возможного движения и построении с помощью оптического потока траекторий движения найденных точек. Для обнаружения движущихся объектов используются только гладкие траектории. Остальные траектории удаляются из рассмотрения. Объект считается движущимся на текущем кадре, если в него попадает достаточное число траекторий движущихся точек, найденных на предыдущих кадрах. Представленный алгоритм имеет малую вычислительную сложность, что позволяет использовать его в режиме реального или близкого к реальному времени на малых вычислителях, имеющих только несколько процессоров архитектуры ARM без мощных средств параллельных вычислений типа GPU или нейросетевых процессоров NPU
KASP-генотипирование локусов, ассоциированных с признаком «масса 1000 зерен» мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.)
Get PDFUsing the KASP technology, the allelic composition of TaTGW6-A1, TaGASR7-A1, TaCKX6-D1, and TaGs3-D1 loci associated with the 1000-grain weight trait was identified in 25 varieties and variety accessions of the common wheat of Belarusian and foreign breeding. Annotated DNA sequences were selected for modeling and synthesis of KASP primers. It was demonstrated that the examined genotypes had carried both favorable alleles associated with 1000-grain weight, and the alleles producing a negative effect on the trait under study. Six wheat accessions of Belarusian breeding were identified. They carried a complex of alleles positively correlating with the 1000-grain weight trait: variety Vestochka-17, accessions E-2318, E-2263, E-2298, E-1569, and E-2695.С использованием технологии KASP определен аллельный состав локусов TaTGW6-A1, TaGASR7-A1, TaCKX6-D1, TaGs3-D1, ассоциированных с признаком «масса 1000 зерен», у 25 сортов и сортообразцов мягкой яровой пшеницы белорусской и зарубежной селекции. Подобраны аннотированные ДНК последовательности для моделирования и синтеза праймеров KASP. Показано, что исследованные генотипы несут как благоприятные аллели, ассоциированные с увеличением массы 1000 зерен, так и аллели, оказывающие негативное влияние на исследуемый признак. Выделено 6 образцов пшеницы белорусской селекции, несущих комплекс аллелей, положительно коррелирующих со значением массы 1000 зерен: сорт Весточка-17, сортообразцы Э-2318, Э-2263, Э-2298, Э-1569, Э-2695
Квантовохимическое исследование устойчивости растворителей по отношению к сильным органическим основаниям
Get PDF Исследована возможность теоретического расчета констант ионизации сильных органических оснований в диметилсульфоксиде и гексаметаполе методами DLPNO-CCSD(T) и DFT. Сравнением с имеющимися в литературе экспериментальными данными установлено, что погрешность таких расчетов составляет 1–2 единицы pKa. Исследована устойчивость некоторых ионизирующих растворителей к действию сильных органических оснований, предсказаны механизмы распада молекул растворителей в сильноосновных средах, оценены величины соответствующих энергетических барьеров. Согласно результатам расчетов, среди ионизирующих растворителей наибольшую устойчивость к супероснованиям имеет гексаметапол, в среде которого при комнатной температуре может поддерживаться pH > 50, в то время как 1,3-диметил-2-имидазолидинон в этих условиях постепенно распадается, а тетрагидрофуран и пивалонитрил еще менее стабильны. The possibility of theoretical calculation of the ionization constants of strong organic bases in dimethyl sulfoxide and hexametapole was studied by the DLPNO-CCSD (T) and DFT methods. By comparison with the experimental data available in the literature, it has been established that the error of such calculations lies within 1–2 pKa units. The stability of some ionizing solvents against strong organic bases is investigated, the mechanisms of decomposition of solvent molecules in strongly basic media are predicted, and the corresponding energy barriers are estimated. According to the calculations, among ionizing solvents, hexamethylphosphoramide has the highest resistance to superbases, being able to maintain pH > 50 at room temperature. At the same time, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone gradually decomposes under these conditions, while tetrahydrofuran and pivalonitrile are even less stable. Исследована возможность теоретического расчета констант ионизации сильных органических оснований в диметилсульфоксиде и гексаметаполе методами DLPNO-CCSD(T) и DFT. Сравнением с имеющимися в литературе экспериментальными данными установлено, что погрешность таких расчетов составляет 1–2 единицы pKa. Исследована устойчивость некоторых ионизирующих растворителей к действию сильных органических оснований, предсказаны механизмы распада молекул растворителей в сильноосновных средах, оценены величины соответствующих энергетических барьеров. Согласно результатам расчетов, среди ионизирующих растворителей наибольшую устойчивость к супероснованиям имеет гексаметапол, в среде которого при комнатной температуре может поддерживаться pH > 50, в то время как 1,3-диметил-2-имидазолидинон в этих условиях постепенно распадается, а тетрагидрофуран и пивалонитрил еще менее стабильны
Мужская фертильность растений сортов картофеля с различным типом цитоплазм
Get PDFThe predominance of varieties and parental lines having low male fertility is a characteristic feature of potatoes as a culture with asexual reproduction. The growth of the share of male sterile varieties has been recently noticed as a result of use in breeding interspecific hybrids with sterile-type cytoplasm. It leads to narrowing the genetic basis of modern potato varieties since it limits the choice of pollinators for breeding. The objectives of this research were to assess male fertility characters of 130 potato varieties from the collection of the Institute of Genetics and Cytology of the National Academy of Sciences of Belarus and identify their cytoplasm type using the set of DNA markers. The obtained results are intended for selection of pollinators for conventional breeding of potato, as well as of varieties for production of dihaploids with fertile-type cytoplasm suitable for hybrid breeding at the diploid level. It was revealed that the accessions with T- and D-type cytoplasm prevailed in the collection (46.0 and 35.4 %, respectively), the share of the accessions with W-type cytoplasm was 18.5 %. Most of the effective pollinators were selected among the varieties having T/β-type cytoplasm (44.6 %). The varieties Aksamit, Briz, Dubrava, Uladar, Alwara, Ausonia, Carlita, Fresco, Labadia, Latona, Liu, Lyra, Quarta, Satina, Sissi with this cytoplasm type were selected as most promising for our purposes according to the combination of breeding characters. The potato varieties with D/α-type cytoplasm were present in the collection under study. Approximately one third (32.6 %) was able to produce functionally fertile pollen (PFF), however the level of its fertility was as a rule low. Nevertheless, the varieties Bashkirski, Delfin, Olga and Ponto formed pollen with PFF suitable to guarantee seed production in crosses. Most of the studied varieties with W/α-, W/β-, and W/γ-type cytoplasm were male sterile. The varieties Atlant and Vesna Belaya were revealed among them that were able to produce functionally fertile pollen.Для картофеля как вегетативно размножаемой культуры характерно преобладание сортов и родительских линий с пониженной мужской фертильностью. В последние годы отмечается рост доли мужски стерильных сортов, что связывают с широким использованием в селекции межвидовых гибридов, имеющих цитоплазмы стерильного типа. Это ведет к сужению генетической базы современных сортов картофеля, так как ограничивает выбор опылителей для комбинативной селекции. Целью работы являлась оценка показателей мужской фертильности 130 сортов картофеля из коллекции Института генетики и цитологии НАН Беларуси и определение типа их цитоплазм с помощью набора молекулярных маркеров. Результаты исследования предполагается использовать для выделения сортов-опылителей для традиционной селекции картофеля, а также отбора сортов для получения первичных дигаплоидов картофеля с фертильным типом цитоплазмы, пригодных для гетерозисной селекции на диплоидном уровне. Установлено, что в коллекции преобладают образцы с цитоплазмой T- и D-типа (46,0 и 35,4 % соответственно), доля образцов с типом цитоплазмы W составила 18,5 %. Наибольшее число эффективных опылителей выделено среди образцов с цитоплазматическим типом T/β (44,6 %). По комплексу селекционных признаков выбраны как наиболее перспективные для названных выше целей сорта с цитоплазмой этого типа Аксамит, Бриз, Дубрава, Уладар, Alwara, Ausonia, Carlita, Fresco, Labadia, Latona, Liu, Lyra, Quarta, Satina, Sissi. В изученной нами коллекции представлены сорта с цитоплазмой D/α. Около трети из них (32,6 %) были способны образовывать функционально фертильную пыльцу (ФФП), однако уровень ФФП был, как правило, невысоким. Тем не менее, сорта Башкирский, Дельфин, Olga, Ponto формировали пыльцу с фертильностью, достаточной для гарантированного получения семян. Большинство изученных сортов с типами цитоплазмы W/α, W/β и W/γ были мужски стерильны. Однако и среди них выявлены сорта Атлант и Весна Белая, способные образовывать функционально фертильную пыльцу
Структурное обоснование активации киназы ZAP-70 при фосфорилировании тирозинов 315, 319 и 493
Get PDFZAP-70 (Zeta-chain-Associated Protein kinase 70) is a key kinase in the regulation of the adaptive immune response. Zap-70 acts by binding its SH2-domains to the T-cell-associated CD3ζ protein, thus transmitting a T-cell activation signal induced by the interaction of Major Histocompatibility Complex with T-cell Receptor. It has been established that for ZAP-70 kinase activation, the phosphorylation of Tyr315, Tyr319, and Tyr493 is required, however the mechanisms are unclear. In the present study, we use the tools of structural modeling to elucidate the ZAP-70 activation mechanisms.Тирозиновая киназа ZAP-70 (Zeta-chain-Associated Protein kinase 70) является ключевым ферментом в регуляции адаптивного иммунного ответа. Cвязываясь своими SH2-доменами с цитоплазматическим доменом белка CD3ζ, ассоциированного с T-клеточным рецептором, Zap-70 осуществляет передачу активационного сигнала к T-лимфоцитам, индуцированного взаимодействием главного комплекса гистосовместимости с T-клеточным рецептором. Известно, что для киназной активации ZAP-70 также необходимым является фосфорилирование тирозинов 315, 319 и 493, однако механизмы активации неясны. В настоящем исследовании использованы средства молекулярной структурной биологии для установления этих механизмов
Интегральная оценка техногенной трансформации геологической среды юго-западного региона Беларуси
Get PDF Изложены результаты исследований по оценке техногенной трансформации геологической среды территории юго-западной Беларуси под воздействием разнообразной хозяйственной деятельности человека. Работы базировались на применении комплексной методики, включающей изучение опубликованных и фондовых источников, геологических, геоморфологических, топографических и кадастровых карт, планов населенных пунктов, данных дистанционных съемок и материалов полевых и маршрутных наблюдений, картометрических и картосоставительских работ. Показано, что за последние 150 лет в регионе произошла заметная перестройка облика земной поверхности, строения и состава толщи покровных отложений. Это обусловлено гидромелиоративным и селитебным освоением территории, авто- и железнодорожным строительством, разработкой месторождений полезных ископаемых, накоплением твердых отходов и другими видами деятельности. Суммарное значение объема техногенно-перемещенных на этой территории грунтов составляет 780,7 млн м3, а рассчитанный показатель интенсивности проявления техногенных геологических процессов равен 182 м3/км2/год, что в 2,4 раза превышает совокупное воздействие на земную поверхность региона современных экзогенных геологических процессов. The article presents the results of assessment of technogenic transformation of the geological environment in the territory of the southwestern region of Belarus under the influence of various human economic activities. The research was based on the application of a complex methodology, including the study of published and fund sources, geological, geomorphological, topographic and cadastral maps, plans of settlements, remote survey data and materials of field and route observations, cartometric and cartographic works. It is shown that over the past 150 years, a noticeable restructuring of the earth’s surface, the structure and composition of the cover deposits has taken place in the region. This is due to a hydro-reclamation and residential development of the territory, road and railway construction, mining, accumulation of solid waste and other activities. The total volume of technogenically displaced soils in this area is 780.7 million m3, and the calculated indicator of the intensity of technogenic geological processes is 182 m3/km2/year. It is 2.4 times higher than the total impact on the earth’s surface of the region of modern exogenous geological processes. Изложены результаты исследований по оценке техногенной трансформации геологической среды территории юго-западной Беларуси под воздействием разнообразной хозяйственной деятельности человека. Работы базировались на применении комплексной методики, включающей изучение опубликованных и фондовых источников, геологических, геоморфологических, топографических и кадастровых карт, планов населенных пунктов, данных дистанционных съемок и материалов полевых и маршрутных наблюдений, картометрических и картосоставительских работ. Показано, что за последние 150 лет в регионе произошла заметная перестройка облика земной поверхности, строения и состава толщи покровных отложений. Это обусловлено гидромелиоративным и селитебным освоением территории, авто- и железнодорожным строительством, разработкой месторождений полезных ископаемых, накоплением твердых отходов и другими видами деятельности. Суммарное значение объема техногенно-перемещенных на этой территории грунтов составляет 780,7 млн м3, а рассчитанный показатель интенсивности проявления техногенных геологических процессов равен 182 м3/км2/год, что в 2,4 раза превышает совокупное воздействие на земную поверхность региона современных экзогенных геологических процессов
Полиморфизм некоторых генов JAK-STAT сигнального пути и его регуляторов у пациентов с системной красной волчанкой и люпус нефритом в Республике Беларусь
Get PDFGenes of interest – STAT4, PTPN2 and PTPN22 – are components of the JAK-STAT signaling pathway, one of the important regulators of the immune system. The JAK-STAT pathway plays a key role in the development of both systemic lupus erythematosus (SLE) and its manifestation, lupus nephritis (LN) by mediating interferon levels and promoting IFN-induced gene expression. We investigated the allele and genotypes frequencies at the polymorphic loci of the STAT4 (rs7574865, rs3821236), PTPN2 (rs2542151, rs7234029) and PTPN22 (rs2476601) genes in groups of children (n = 37) and adults (n = 63) with SLE and LN. The control group included children (n = 420) and adults (n = 345) without autoimmune diseases. The analysis of the combined group of pediatric and adult patients revealed that the rs7574865 polymorphic locus of the STAT4 gene is associated with the risk of developing SLE (Т: OR 1,99 [1,42–2,79], р = 0,0001; TT: OR 3,36 [1,64–6,87], р = 0,0018) and LN (Т: OR 1,91 [1,32–2,78], р = 0,0008; TT: OR 4,25 [2,02–8,95], р = 0,0004). These associations also persisted when analyzing the pediatric and adult groups of patients with SLE and LN separately. Moreover, the rs7574865 polymorphic locus of the STAT4 gene appears to be a common genetic risk factor for autoimmune diseases development. The association of the polymorphic locus rs2542151 of the PTPN2 gene with the SLE (G: OR 1,66 [1,12–2,47], p = 0,014; GT: OR 1,74 [1,10–2,77], р = 0,021) and LN (G: OR 1,87 [1,21–2,88], р = 0,006; GT: OR 1,90 [1,13–3,18], р = 0,017) susceptibility was also found in a combined group of patients. The polymorphic loci rs7234029 in the PTPN2 gene and rs2476601 in the PTPN22 gene were not associated with SLE or LN regardless of the age of the patients.Исследуемые гены STAT4, PTPN2 и PTPN22 являются звеньями JAK-STAT сигнального пути, одного из важных регуляторов функционирования иммунной системы. Опосредованное им повышение уровня интерферонов и экспрессии индуцируемых ими генов играет ключевую роль в развитии как системной красной волчанки (СКВ), так и ее проявления – люпус нефрита (ЛН). В работе определены частоты генотипов и аллелей в полиморфных локусах генов STAT4 (rs7574865, rs3821236), PTPN2 (rs2542151, rs7234029) и PTPN22 (rs2476601) в группах детей (n = 37) и взрослых (n = 63) с СКВ и ЛН. В контрольную группу включены дети (n = 420) и взрослые (n = 345) без аутоиммунных заболеваний. Анализ объединенной группы пациентов детского и взрослого возраста позволил установить, что полиморфный локус rs7574865 гена STAT4 является маркером риска развития СКВ (Т: OR 1,99 [1,42–2,79], р = 0,0001; TT: OR 3,36 [1,64–6,87], р = 0,0018) и ЛН (Т: OR 1,91 [1,32–2,78], р = 0,0008; TT: OR 4,25 [2,02–8,95], р = 0,0004). Эти ассоциации сохранялись и при анализе детской и взрослой групп пациентов с СКВ и ЛН по отдельности. При этом полиморфный локус rs7574865 гена STAT4 является, по-видимому, общим генетическим фактором риска возникновения аутоиммунных заболеваний. Также выявлена ассоциация полиморфного локуса rs2542151 гена PTPN2 с риском развития СКВ (G: OR 1,66 [1,12–2,47], p = 0,014; GT: OR 1,74 [1,10–2,77], р = 0,021) и ЛН (G: OR 1,87 [1,21–2,88], р = 0,006; GT: OR 1,90 [1,13–3,18], р = 0,017) в объединенной группе пациентов. Полиморфные локусы rs7234029 гена PTPN2 и rs2476601 гена PTPN22 не были ассоциированы с СКВ или ЛН вне зависимости от возраста пациентов
Противотуберкулезная активность Ривароксабана in silico и in vitro
Get PDFThe activity of Rivaroxoban of oxazolidinone series against Mycobacterium terrae was investigated in silico and in vitro. In silico studies have shown a high binding affinity of Rivaroxaban to β-ketoacyl[ACP]synthase I that plays a key role in the biosynthesis of mycolic acids, being the components of the mycobacterial cell wall. In the molecular docking study, two main binding sites of Rivaroxaban with protein were predicted and evaluated: the minimum binding energies were found for the both sites with the values of –10.26 kcal/mol and –8.99 kcal/mol. A solution of Rivaroxaban (200 μg/ml) has been shown to inhibit the growth of a Mycobacterium terrae culture. The data obtained open up the prospect of developing new effective anti-tuberculosis drugs of oxazolidinone series.Впервые была исследована in silico и in vitro активность Ривароксабана как представителя оксазолидинонов по отношению к Mycobacterium terrae. В исследованиях in silico показана высокая аффинность Ривароксабана к β-кетоацил[АСР]синтазе I, которая участвует в биосинтезе миколовых кислот, являющихся компонентами клеточной стенки микобактерий. При помощи методов молекулярного докинга изучены два основных центра связывания Ривароксабана с протеином: минимальные энергии связывания –10,26 ккал/моль и –8,99 ккал/моль. Было показано, что раствор Ривароксабана (200 мкг/мл) угнетает рост культуры Mycobacterium terrae. Полученные данные открывают перспективу разработки новых эффективных противотуберкулезных лекарственных средств группы оксазолидинонов
Классическое решение задачи Коши для квазилинейного волнового уравнения с разрывными начальными условиями
Get PDFWe consider the Cauchy problem for a one-dimensional weakly quasi-linear wave equation given in the upper half-plane. The initial conditions have a first-kind discontinuity at one point. We construct the solution using the method of characteristics in implicit analytical form as a solution of some integro-differential equations. The solvability of these equations, as well the smoothness of their solutions, is studied. For the problem in question, we prove the uniqueness of the solution and establish the conditions, under which its classical solution exists.Для одномерного слабо квазилинейного волнового уравнения, заданного в верхней полуплоскости, рассматривается задача Коши. Начальные условия имеют разрыв первого рода в одной точке. Решение строится в неявном аналитическом виде как решение некоторых интегро-дифференциальных уравнений. Проводится исследование разрешимости этих уравнений, а также гладкости их решений. Для рассматриваемой задачи доказывается единственность решения и устанавливаются условия, при выполнении которых существует ее классическое решение
Стимулирующее действие оксикоричных кислот и их конъюгатов с хитозаном на рост и биохимические показатели микроклонов картофеля in vitro
Get PDFThis study determined the effect of exogenously applied hydroxycinnamic acids and their chitosan-based conjugates on growth and biochemical parameters of microclone potato plants (Solanum tuberosum L.) in vitro under optimal conditions. The findings of the present investigation confirm applying of chitosan-caffeic acid and chitosan-ferulic acid conjugates on microclone potato plants to improve growth and development. A significant growth-stimulating effect was found in caffeic acid and its chitosan-based conjugate. Chitosan behaved like a general elicitor inducing oxidative stress in plant cells. In turn, hydroxycinnamic acids acted as antioxidants to scavenge reactive oxygen species. The chitosan-caffeic acid conjugate can be considered as a low stress factor that activates metabolism and adaptation processes of microclonal potato plants.Рассматривается влияние кофейной и феруловой кислот и их конъюгатов на основе хитозана на ростовые и отдельные биохимические показатели микроклонов картофеля (Solanum tuberosum L.) сорта Бриз в культуре in vitro. Выявлен их положительный эффект на рост и развитие растений, при этом максимальное стимулирующее действие наблюдали у кофейной кислоты и ее конъюгата. Добавление хитозана в питательную среду культивирования вызвало развитие оксидативного стресса в клетках микроклональных растений. Оксикоричные кислоты проявили антиоксидантные свойства, снижая образование активных форм кислорода и стресс-индуцируемое накопление пролина. Конъюгат хитозана и кофейной кислоты действовал как умеренной силы стрессор, активизируя метаболизм и адаптационные процессы у формирующихся микроклональных растений