В Российском экономическом университете имени Г.В.Плеханова разработан программный продукт, позволяющий вычислять распределение частот встречаемости генотипов крови у населения разных регионов и стран в заданный момент времени. Созданная программа может использоваться для изучения динамики встречаемости других генетических признаков, а также в вирусологии.

Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном издании Journal of Symbolic Computation, входящем в издательскую группу Elsevier.

С точки зрения трансфузиологии значимой является классификация генотипов крови человека по группам и резус-фактору. На первый взгляд может показаться, что существует только восемь возможных комбинаций из четырех групп крови и двух резус-факторов, однако на этом комбинации не исчерпываются. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, находится на двух аллелях, поэтому существуют гомозиготные и гетерозиготные генотипы. Например, вторая и третья группы крови могут быть гомозиготными и гетерозиготными. Эти два вида второй и третьей групп крови генетически разные, соответственно существует шесть генетических комбинаций групп крови. Резус-фактор также может быть гомозиготным и гетерозиготным. С точки зрения генотипов для резус-факторов существует три возможности: отрицательный/отрицательный, положительный/отрицательный и положительный/положительный. Таким образом, возможны восемнадцать генотипов человеческой крови. Профессор кафедры информатики РЭУ имени Г.В. Плеханова Тимур Садыков построил математическую модель динамики частот встречаемости генотипов крови (комбинаций групп крови и резус-фактора) и выяснил, как будет эволюционировать распределение частот встречаемости генотипов крови у заданного населения в определенный период времени. Модель легла в основу программного продукта – пакета процедур и функций в системе компьютерной алгебры Mathematica.

"Благодаря проведенным расчетам удалось установить, что предельное многообразие (многообразие-аттрактор) для данной динамической системы, описывающей эволюцию генотипов крови, задается биномиальным идеалом – множеством решений алгебраической системы уравнений, каждое из которых содержит два слагаемых, – поясняет Тимур Садыков. – В ходе исследования я пришел к выводу, что биномиальная структура многообразия аттрактора может быть присуща и другим генетическим признакам (цвет глаз, волос и т.д.), причем речь идет не только о людях, но и о животных. Кроме того, полученная математическая модель также может быть использована в вирусологии. Вирусы мутируют гораздо быстрее организма человека, соответственно биноминальные свойства аттрактора представляют большой практический интерес".

Компьютерная программа дает точное описание эволюционной траектории заданного распределения частот генотипов. Она позволяет сделать выводы о том, как сформировалось текущее распределение генотипов крови и точно вычислить частоты встречаемости генотипов крови у населения определенного региона через любой заданный промежуток времени, в том числе и бесконечно большой. Для того чтобы получить интересующую информацию, пользователю необходимо только указать начальное распределение частот и задать временные рамки. При осуществлении расчетов программа не учитывает присутствие таких обстоятельств, как: миграции, иммиграции, эмиграции, генетически обусловленные мутации.

Источник: https://ria.ru/science