Algorithms for the Primary Analysis of Local Fluorescence Objects in the DNA Sequencer «Nanofor SPS»
- 作者: Manoilov V.V1, Borodinov A.G1, Zarutsky I.V1, Petrov A.I1, Saraev A.S1, Kurochkin V.E1
-
隶属关系:
- IAI RAS
- 期: 卷 23, 编号 4 (2024)
- 页面: 989-1021
- 栏目: Artificial intelligence, knowledge and data engineering
- URL: https://journal-vniispk.ru/2713-3192/article/view/265763
- DOI: https://doi.org/10.15622/ia.23.4.3
- ID: 265763
如何引用文章
全文:
详细
作者简介
V. Manoilov
IAI RAS
Email: manoilov-vv@mail.ru
Ivan Chernykh St. 31-33А
A. Borodinov
IAI RAS
Email: borodinov@gmail.com
Ivan Chernykh St. 31-33А
I. Zarutsky
IAI RAS
Email: igorzv@yandex.ru
Ivan Chernykh St. 31-33А
A. Petrov
IAI RAS
Email: fataip@mail.ru
Ivan Chernykh St. 31-33А
A. Saraev
IAI RAS
Email: alex.niispb@yandex.ru
Ivan Chernykh St. 31-33А
V. Kurochkin
IAI RAS
Email: lavrovas@yandex.ru
Ivan Chernykh St. 31-33А
参考
- Курочкин В.Е., Алексеев Я.И., Петров Д.Г., Евстрапов А.А. Отечественные приборы для молекулярно-генетического анализа: разработки ИАП РАН и ООО «Синтол» // Известия Российской Военно-медицинской академии. 2021. Т. 40 № 3. С. 69–74. doi: 10.17816/rmmar76918.
- Ansorge W.J. Next-generation DNA sequencing techniques // Nature Biotechnology. 2009. vol. 25. no. 4. pp. 195–203.
- Bentley R.D. Balasubramanian S., Swerdlow H.P., Smith G.P., Milton J., Brown C.G., et al. Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry // Nature. 2008. vol. 456. no. 7216. pp. 53–59.
- Whiteford N. The Solexa pipeline. 2012. URL: http//41j.com/blog/wp-content/uploads/2012/04/pipeline.pdf (дата обращения: 20.02.2024).
- Leshkowitz D. Introduction to Deep-Sequencing Data Analysis Illumina Primary Analysis Pipeline & Quality Control. 2017. URL: http://dors.weizmann.ac.il/course/course2017/Dena_IlluminaPrimaryAnalysisPipeline-course2017.pdf (дата обращения: 20.02.2024).
- Манойлов В.В., Бородинов А.Г., Сараев А.С., Петров А.И., Заруцкий И.В., Курочкин В.Е. Алгоритмы обработки изображений в секвенаторе ДНК НАНОФОР СПС // Журнал технической физики. 2022. Т. 92. № 7. С. 985–992. doi: 10.21883/JTF.2022.07.52655.318-21.
- Манойлов В.В., Бородинов А.Г., Заруцкий И.В., Петров А.И., Курочкин В.Е. Алгоритмы обработки сигналов флуоресценции массового параллельного секвенирования нуклеиновых кислот // Труды СПИИРАН. 2019. Т. 18. № 4. С. 1010–1036. doi: 10.15622/sp.2019.18.4.1010-1036.
- Бородинов А.Г., Манойлов В.В., Заруцкий И.В., Петров А.И., Курочкин В.Е., Сараев А.С. Машинное обучение в задачах base-calling для методов секвенирования нового поколения // Информатика и автоматизация. 2022. Т. 21. № 3. С. 572–603. doi: 10.15622/ia.21.3.5.
- Журавель И.М. Краткий курс теории обработки изображений. URL: http://matlab.exponenta.ru/imageprocess/book2/49.php (дата обращения: 26.10.2023).
- Вудс Р., Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / 3-е изд. // М.: Техносфера. 2012. 1104 с.
- Sizikov V.S. Spectral method for estimating the point-spread function in the task of eliminating image distortions // Journal of Optical Technology. 2017. vol. 84. no. 2. pp. 95–101.
- Sizikov V.S., Stepanov A.V., Mezhenin A.V., Burlov D.I., Eksemplyarov R.A. Determining image-distortion parameters by spectral means when processing pictures of the earth’s surface obtained from satellites and aircraft // Journal of Optical Technology. 2018. vol. 85. no. 4. pp. 203–110.
- Бардин Б.В., Чубинский-Надеждин И.В. Обнаружение локальных объектов на цифровых микроскопических изображениях // Научное приборостроение. 2009. Т. 19. № 4. C. 96–102.
- Otsu N. A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms // IEEE Transactions on Systems. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics. 1979. vol. 9. pp. 62–66. doi: 10.1109/TSMC.1979.4310076.
- Сараев А.С., Петров А.И., Манойлов В.В. Моделирование генерации кластеров молекул ДНК в приборах массового параллельного секвенирования // Тезисы докладов Четвертой международной конференции со школой молодых ученых «Физика – наукам о жизни» / СПб: ФТИ им. А.Ф. Иоффе. 2021. С. 153.
- Сараев А.С. Научно-квалификационная работа «Разработка алгоритма распознавания кластеров нуклеиновых кислот в микрофлюидной ячейке секвенатора «Нанофор СПС». СПб: ИАП РАН. 2023. C. 16–22.
- Schmidt B., Hildebrandt A. Deep learning in next-generation sequencing // Drug discovery today. 2021. vol. 26. no. 1. pp. 173–180.
- Ozgur S., Orman M. Application of deep learning technique in next generation sequence experiments // Journal of Big Data. 2023. vol. 10. no. 1. doi: 10.1186/s40537-023-00838-w.
- Tegfalk E. Application of machine learning techniques to perform base-calling in next-generation DNA sequencing. 2020. 45 p.
- Cacho A., Smirnova E., Huzurbazar S., Cui X. A comparison of base-calling algorithms for illumina sequencing technology // Briefings in bioinformatics. 2016. vol. 17. no. 5. pp. 786–795.
- Kircher M., Stenzel U., Kelso J. Improved base calling for the Illumina Genome Analyzer using machine learning strategies // Genome biology. 2009. vol. 10(8). doi: 10.1186/gb-2009-10-8-r83.
- Ghojogh B., Crowley M. The theory behind overfitting, cross validation, regularization, bagging, and boosting: tutorial // arXiv preprint arXiv:1905.12787. 2019.
- Бородинов А.Г., Ямановская А.Ю., Манойлов В.В., Петров А.И. Оптимальный выбор признаков для уменьшения размерности моделей машинного обучения в задаче base-calling // Тезисы докладов Второй ежегодной всероссийской молодежной конференции по методам и приборам для анализа биологических объектов «АналитБиоПрибор-2023» (Санкт-Петербург, 23–24 ноября 2023 г.). Санкт-Петербург: Издательско-полиграфическая ассоциация высших учебных заведений, 2023. С. 135–138.
- Whiteford N., Skelly T., Curtis C., Ritchie M.E., Lohr, A., Zaranek A.W., Abnizova I., Brown C. Swift: primary data analysis for the Illumina Solexa sequencing platform // Bioinformatics. 2009. vol. 25. no. 17. pp. 2194–2199.
- Hafiz A.M., Bhat G.M. A survey on instance segmentation: state of the art // International journal of multimedia information retrieval. 2020. vol. 9. no. 3. pp. 171–189.
- Chaudhry M., Shafi I., Mahnoor M., Vargas D.L.R., Thompson E.B., Ashraf I.A. Systematic literature review on identifying patterns using unsupervised clustering algorithms: a Data mining perspective // Symmetry. 2023. vol. 15. no. 1679. doi: 10.3390/sym15091679.
- Khandare A., Pawar R. Data clustering algorithms: experimentation and comparison // Intelligent Computing and Networking: Proceedings of IC-ICN 2021. 2022. pp. 86–99.
- Sarang P. BIRCH: Divide and Conquer // Thinking Data Science: A Data Science Practitioner’s Guide. Cham: Springer International Publishing. 2023. pp. 229–236.
- Ester M., Kriegel H.P., Sander J., Xu X. A density-based algorithm for discovering clusters in large spatial databases with noise // kdd. 1996. vol. 96. no. 34. pp. 226–231.
- Zhao Y., Cao J., Zhang C., Zhang S. Enhancing grid-density based clustering for high dimensional data // Journal of Systems and Software. 2011. vol. 84. no. 9. pp. 1524–1539.
- Wolowski V.R. High-quality, high-throughput measurement of protein-DNA binding using HiTS-FLIP. Dissertation, LMU Munchen: Fakultat fur Chemie und Pharmazie 2016. doi: 10.5282/edoc.19445.
- Chityala R., Pudipeddi S. Image processing and acquisition using Python // Chapman and Hall/CRC. 2020. 452 p.
- Kameshwaran K., Malarvizhi K. Survey on clustering techniques in data mining // International Journal of Computer Science and Information Technologies. 2014. vol. 5. no. 2. pp. 2272–2276.
补充文件
