actabiomedicaActa Biomedica ScientificaActa Biomedica Scientifica2541-94202587-9596Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problemsactabiomedica-1844Research ArticleМИКРОБИОЛОГИЯ И ВИРУСОЛОГИЯMICROBIOLOGY AND VIRUSOLOGYПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРЕДСКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНЫХ СВЯЗЕЙ МУТАЦИЙ В БЕЛКАХ ВИРУСА КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА И ПРОЯВЛЕНИЙ ЕГО ФЕНОТИПИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВAPPLICATION OF MATHEMATICAL METHOD PREDICTIONS FOR IDENTIFICATION OF PATTERNS RELATIONS MUTATIONS IN PROTEINS ENCEPHALITIS VIRUS AND A MANIFESTATION OF ITS PHENOTYPIC TRAITSЗагоруйкоН. Г.ZagoruykoN. G.zag@math.nsc.ruДжиоевЮ. П.DzhioevYu. P.alanir07@mail.ruКозловаИ. В.KozlovaI. V.diwerhoz@rambler.ruТкачевС. Е.TkachevS. E.sergey.e.tkachev@mail.ruБукинЮ. С.BukinYu. S.bukinyura@mail.ruПарамоновА. И.ParamonovA. I.paramonov_a.i@mail.ruБорисенкоА. Ю.BorisenkoA. Yu.89500720225@mail.ruБорисоваИ. А.BorisovaI. A.biamia@mail.ruЗлобинВ. И.ZlobinV. I.vizlobin@mail.ruКутненкоО. А.KutnenkoO. A.olga@math.nsc.ruИнститут математики им. С.Л. Соболева СО РАН; Новосибирский государственный исследовательский университетS.L. Sobolev Institute of Mathematics SB RAS; Novosibirsk State Research UniversityНаучный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека; Иркутский государственный медицинский университетIrkutsk State Medical UniversityИнститут химической биологии и фундаментальной медицины СО РАНInstitute of Chemical Biology and Fundamental Medicine SB RASЛимнологический институт СО РАНLimnological Institute SB RASИркутский государственный медицинский университетIrkutsk State Medical UniversityНаучный центр проблем здоровья семьи и репродукции человекаScientific Center for Family Health Problems and Human Reproduction201428112014068995Copyright © Загоруйко Н.Г., Джиоев Ю.П., Козлова И.В., Ткачев С.Е., Букин Ю.С., Парамонов А.И., Борисенко А.Ю., Борисова И.А., Злобин В.И., Кутненко О.А., 20142014Загоруйко Н.Г., Джиоев Ю.П., Козлова И.В., Ткачев С.Е., Букин Ю.С., Парамонов А.И., Борисенко А.Ю., Борисова И.А., Злобин В.И., Кутненко О.А.Zagoruyko N.G., Dzhioev Y.P., Kozlova I.V., Tkachev S.E., Bukin Y.S., Paramonov A.I., Borisenko A.Y., Borisova I.A., Zlobin V.I., Kutnenko O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/1844

Исследуются закономерные связи между аминокислотными последовательностями белков C, prM, E и NS1 штаммов вируса клещевого энцефалита (ВКЭ) и их тремя фенотипическими признаками - нейроинвазивностью, термостабильностью и терморезистентностью. Интенсивность связи оценивается с помощью меры конкурентного сходства. Выбираются подмножества сечений штамма, по особенностям аминокислотного состава которых можно предсказывать значение интересующего фенотипического признака. Показана возможность предсказания пропущенных элементов в данных, как в аминокислотном составе, так и в целевых свойствах. Оценены зависимости между парами фенотипических признаков штаммов.

We studied the natural connections between the amino acid sequences of proteins C, prM, E and NS1 virus strains of tick-borne encephalitis (TBE) and their three phenotypic traits -neuroinvasiveness, thermal stability and thermoresistance. Coupling strength is assessed using measures of competitive sequence similarity of each strain with reference strains. For such purposes subsets of strain sections are chosen amino acid composition specifics of which can predict the value of a phenotypic trait of interest. The possibility to predict missing elements in data both in amino acid composition, and in target properties is demonstrated. The relationships between pairs of phenotypic traits of strains were evaluated.

вирус клещевого энцефалитанейроинвазивностьтермостабильностьтерморезистентностьматематические методы предсказанияTBE virusneuroinvasivenessthermal stabilitythermoresistancemathematical prediction methodsReferencesВерхозина М.М., Злобин В.И., Козлова И.В., Беликов С.И. и др. Молекулярно-эпидемиологическая характеристика региональной популяции вируса клещевого энцефалита Восточной Сибири // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2002. - Т. 2, № 4. - С. 46-49Верхозина М.М., Злобин В.И., Козлова И.В., Беликов С.И. и др. Молекулярно-эпидемиологическая характеристика региональной популяции вируса клещевого энцефалита Восточной Сибири // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2002. - Т. 2, № 4. - С. 46-49Загоруйко Н.Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. - Новосибирск: ИМ СО РАН, 1999. - С. 270Загоруйко Н.Г. Прикладные методы анализа данных и знаний. - Новосибирск: ИМ СО РАН, 1999. - С. 270Загоруйко Н.Г., Кутненко О.А. Алгоритм GRAD для выбора признаков // Труды Межд. конференции «Применение многомерного статистического анализа в экономике и оценке качества». - М.: Изд-во МЭСИ, 2006. - С. 81-89Загоруйко Н.Г., Кутненко О.А. Алгоритм GRAD для выбора признаков // Труды Межд. конференции «Применение многомерного статистического анализа в экономике и оценке качества». - М.: Изд-во МЭСИ, 2006. - С. 81-89Загоруйко Н.Г. Интеллектуальный анализ данных, основанный на функции конкурентного сходства // Автометрия. - 2008. - Т. 44, № 3. - C. 31-40Загоруйко Н.Г. Интеллектуальный анализ данных, основанный на функции конкурентного сходства // Автометрия. - 2008. - Т. 44, № 3. - C. 31-40Загоруйко Н.Г. Когнитивный анализ данных. - Новосибирск: Академическое издательство ГЕО, 2013. - 186 сЗагоруйко Н.Г. Когнитивный анализ данных. - Новосибирск: Академическое издательство ГЕО, 2013. - 186 сЗлобин В.И., Мамаев Л.В., Джиоев Ю.П., Козлова И.В. Генетические типы вируса клещевого энцефалита // Журнал инфекционной патологии. - 1996. - Т. 3, № 4. - С. 13-17Злобин В.И., Мамаев Л.В., Джиоев Ю.П., Козлова И.В. Генетические типы вируса клещевого энцефалита // Журнал инфекционной патологии. - 1996. - Т. 3, № 4. - С. 13-17Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. -М.: Медицина, 1975. - 295 сУрбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. -М.: Медицина, 1975. - 295 сBrault A.C., Huang C.Y., Langevin S.A., Kinney R.M. et al. A single positively selected West Nile viral mutation confers increased virogenesis in American crows // Nat. Genet. - 2007. - Vol. 39 (9). - P. 1162-1166.Brault A.C., Huang C.Y., Langevin S.A., Kinney R.M. et al. A single positively selected West Nile viral mutation confers increased virogenesis in American crows // Nat. Genet. - 2007. - Vol. 39 (9). - P. 1162-1166.Demina T.V., Dzhioev Y.P., Verkhozina M.M., Kozlova I.V. et al. Genotyping and characterization of geographical distribution of tick-borne encephalitis virus variants a set of molecular probes // Journal of Medical Virology. - 2010. - Vol. 82, N 6. - P. 965-976.Demina T.V., Dzhioev Y.P., Verkhozina M.M., Kozlova I.V. et al. Genotyping and characterization of geographical distribution of tick-borne encephalitis virus variants a set of molecular probes // Journal of Medical Virology. - 2010. - Vol. 82, N 6. - P. 965-976.Fauquet C.M., Mayo M.A., Maniloff J., Desselberger U. et al. Virus Taxonomy. - Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. - San Diego, London: Elsevier Academic Press, 2005. - 1162 p.Fauquet C.M., Mayo M.A., Maniloff J., Desselberger U. et al. Virus Taxonomy. - Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. - San Diego, London: Elsevier Academic Press, 2005. - 1162 p.Maier C.C., Delagrave S., Zhang Z.X., Brown N. et al. A single M protein mutation affects the acid inactivation threshold and growth kinetics of a chimeric flavivirus // Virology. - 2007 Jun. - Vol. 362 (2). - P. 468-474.Maier C.C., Delagrave S., Zhang Z.X., Brown N. et al. A single M protein mutation affects the acid inactivation threshold and growth kinetics of a chimeric flavivirus // Virology. - 2007 Jun. - Vol. 362 (2). - P. 468-474.Mandl C.W., Heinz F.X., Stockl E., Kunz C. Genome sequence of tick-borne encephalitis virus (Western subtype) and comparative analysis of nonstructural proteins with other flaviviruses // Virology. - 1989. - Vol. 173 (1). - P. 291-301.Mandl C.W., Heinz F.X., Stockl E., Kunz C. Genome sequence of tick-borne encephalitis virus (Western subtype) and comparative analysis of nonstructural proteins with other flaviviruses // Virology. - 1989. - Vol. 173 (1). - P. 291-301.Mandl C.W., Holzmann H., Meixner T., Rauscher S. et al. Spontaneous and engineered deletions in the 3’ noncoding region of tick-borne encephalitis virus: construction of highly attenuated mutants of a flavivirus // J. Virol. - 1998. - Vol. 72 (3). - P. 2132-2140.Mandl C.W., Holzmann H., Meixner T., Rauscher S. et al. Spontaneous and engineered deletions in the 3’ noncoding region of tick-borne encephalitis virus: construction of highly attenuated mutants of a flavivirus // J. Virol. - 1998. - Vol. 72 (3). - P. 2132-2140.Mandl C.W. Steps of the tick-borne encephalitis virus replication cycle that affect neuropathogenesis // Virus Res. - 2005. - Vol. 111 (2). - P. 161-174.Mandl C.W. Steps of the tick-borne encephalitis virus replication cycle that affect neuropathogenesis // Virus Res. - 2005. - Vol. 111 (2). - P. 161-174.McMinn P.C. The molecular basis of virulence of the encephalitogenic flaviviruses // J. Gen. Virol. - 1997. - Vol. 78 (Pt. 11). - P. 2711-2722.McMinn P.C. The molecular basis of virulence of the encephalitogenic flaviviruses // J. Gen. Virol. - 1997. - Vol. 78 (Pt. 11). - P. 2711-2722.Wicker J.A., Whiteman M.C., Beasley D.W., Davis C.T. et al. A single amino acid substitution in the central portion of the West Nile virus NS4B protein confers a highly attenuated phenotype in mice / / Virology. - 2006. - Vol. 349 (2). - P. 245-253.Wicker J.A., Whiteman M.C., Beasley D.W., Davis C.T. et al. A single amino acid substitution in the central portion of the West Nile virus NS4B protein confers a highly attenuated phenotype in mice / / Virology. - 2006. - Vol. 349 (2). - P. 245-253.Zagoruiko N.G., Borisova I.A., Dyubanov V.V., Kutnenko O.A. Methods of Recognition Based on the Function of Rival Similarity // Pattern Recognition and Image Analysis. - 2008. - Vol. 18, N 1. - Р. 1-6.Zagoruiko N.G., Borisova I.A., Dyubanov V.V., Kutnenko O.A. Methods of Recognition Based on the Function of Rival Similarity // Pattern Recognition and Image Analysis. - 2008. - Vol. 18, N 1. - Р. 1-6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.