Detection and analysis of dynamic patterns of diurnal expression of mammalian genes

The purpose of the study is to identify and analyze patterns of the diurnal dynamics of the expression of genes that differ in the shape of the curve. It can be expected that the similarity of the patterns of daily expression (shape of the curve) of genes is a reflection of the synchronization of gene expression by common external and internal signals or participation in similar biological processes. Different signals that have daily dynamics (light, activity, nutrition, stress, temperature, etc.) can affect different levels of expression regulation, which can be manifested in various forms of patterns of daily gene expression. In our research, we used experimental data on gene expression at the level of translation (ribosome profling) in the liver and kidney of a mouse (GSE67305 and GSE81283). To identify genes with a daily rhythm of expression, we used a oneway analysis of variance. To identify similar­in­shape curves of the daily dynamics of gene expression, we propose an approach based on cluster analysis. The distance between the genes was calculated by aligning the phases and fnding the maximum cross­correlation between the patterns of the daily expression of these genes by the cyclic shift. This approach allowed us to identify genes that have not only expression patterns with a single maximum (sinusoidal, asymmetrical, shifted to the left or right, pulsed), but also complex composite signals with several extremes. As a result, the groups of genes united by the similarity of the shape of the daily expression curve without regard to their phase characteristics were identifed. GO enrichment analysis of groups of genes with sharply different patterns of daily expression (sinusoidal and pulsed) in the mouse kidneys and liver showed that the group of genes with a sinusoidal pattern was more associated with regulation of circadian rhythm and metabolism. The group of genes with a pulsed pattern is largely associated with the protective functions of the organism, which require the quick response. Thus, our studies have confrmed the effectiveness of the proposed approach to the analysis of the diurnal dynamics of gene expression. The identifed dynamic patterns of diurnal expression are important for the further study of complex circadian regulation, synchronization and interaction of biological processes with diurnal dynamics in mammals

Local taxonomic spectra in plants, animals, fungi and terrestrial protists show common mathematical patterns

Taxonomic spectra, i.e. relations between supraspecific taxa by the number of included species, remain poorly understood in aspect of the mathematical properties. We studied taxonomic spectra of plants (Magnoliophyta, Bryophyta), animals (Coleoptera, Aves), fungi (Agaricomycetes) and terrestrial protists (Myxomycetes), found in the Homilsha Forests National Nature Park (North-East of Ukraine), and concluded that they correspond to the hollow-curve distribution at the level of genera, families and orders. The spectra of most taxa, as shown by the Akaike information criterion, are closely approximated by the log-series distribution model at all taxonomic levels. This type of distribution is typical for the species abundance curves, based on collections made from small areas. At the same time, in the genera–families–orders row the similarity to the lognormal distribution increases. The central values and variability vary considerably between different taxonomic groups and ranks, however, without affecting the type of distribution. The number of orders in all taxa except Bryophyta has reached the saturation and coincides with the curve of the estimated number of orders according to the Chao1 coefficient. For families and especially genera the correspondence with estimated number of species is much lower. Our results do not confirm the assumption that hollow-curve distributions of taxonomic spectra result from the artificial fragmentation of taxa. These distributions neither depend on the insufficient knowledge about the species composition at the locality, nor reflect the size of the studied area. The presence of such distributions in both local and global biota of different groups may be explained by the common features of their evolution, especially by the existence of relict orphan groups. The fact that in Homilsha Forests the kurtosis and skewness of distributions decreases in the genera–families–orders row can therefore be explained by the relatively low percentage of the high-rank orphan taxa in the local biota. This may be a common feature of communities studied at small geographical scale, since orphan taxa often demonstrate a high level of endemism. Comparative studies of local communities from different climate zones may help to understand how universal are the patterns, described herein

Дніпропетровська гістологічна школа. Сучасна гістологія в системі медичної освіти, науки і практики

Представлення гістологічної школи Дніпропетровської медичної академії - непроста і відповідальна задача. Непроста тому, що професор Володимир Порфирович Карпов є не тільки засновником нашої гістологічної кафедри, але і першим ректором Катеринославської (Дніпропетровської) медичної академії

Дніпропетровська гістологічна школа. Сучасна гістологія в системі медичної освіти, науки і практики

The presentation of the histological school of the Dnіpropetrovsk Medical Academy is a difficult and important task. It is difficult because Professor Vladimir Porfirievich Karpov is not only the founder of our histological department, but also the first rector of the Ekaterinoslav (Dnіpropetrovsk) Medical Academy.Представление гистологической школы Днепропетровской медицинской академии – непростая и ответственная задача. Непростая потому, что профессор Владимир Порфирьевич Карпов является не только основателем нашей гистологической кафедры, но и первым ректором Екатеринославской (Днепропетровской) медицинской академии.Представлення гістологічної школи Дніпропетровської медичної академії - непроста і відповідальна задача. Непроста тому, що професор Володимир Порфирович Карпов є не тільки засновником нашої гістологічної кафедри, але і першим ректором Катеринославської (Дніпропетровської) медичної академії

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ЭКГ-СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

In this paper we present an improved method of ECG signals delineation based on continuous wavelet conversion and single-scale approach. The algorithm permits to detect nine reference points in all ECG parts: onset, peak and offset of T wave, QRS complex and P wave. The implemented algorithm significantly increases the accuracy of P wave and T wave detection, which was the problem of the previous methods. We propose also the improved method of ECG signals filtering from noise as updating of the wavelet-thresholding methods.Анотаці

Онтогенетичні особливості секреторного апарата передсердного міокарда щурів.

The purpose of the research – ultrastructural and histochemical analysis of the secretory apparatus development of rat atrial myocardium. The highest secretory activity of the mature myocardium appears at the right ear of the heart due to the predominance of highly specialized secretory myocytes (over 75% of the myocyting population). Secretory activity of the mature areas of the myocardium decreases in the sequence: the left auricle - right atrium - the left atrium - interatrial septum - interventricular septum - right ventricle - the left ventricle. The development of the secretory apparatus on the stages of histogenesis of the myocardium based on the conversion of the quantitative relation between high and low specialized secretory cardiomyocytes. The highest rates of formation of heterogeneity secretory apparatus characteristic for myocardium of the right auricle of the heart while the lowest – for interatrial septum of the myocardium. Ventricular myocardium has a moderate secretory activity on the early postembryonic development of a rat; mature ventricular cardiomyocytes lose their secretory activity. Definitive level of heterogeneity of the secretory apparatus of the myocardium achieved by the end of the 1st month of postnatal ontogenesis of rats.Цель исследования – ультраструктурный и гистохимический анализ развития секреторного аппарата предсердного миокарда крыс. Наивысшая секреторная активность зрелого миокарда проявляется в правом ушке сердца, что обусловлено преобладанием высоко специализированных секреторных миоцитов (свыше 75% от численности миоцитарной популяции). Секреторная активность участков зрелого миокарда убывает в последовательности: левое ушко – правое предсердие – левое предсердие – межпредсердная перегородка – межжелудочковая перегородка – правый желудочек - левый желудочек. Развитие секреторного аппарата на этапах гистогенеза миокарда основано на преобразованиях количественного соотношения между высоко и низко специализированными секреторными кардиомиоцитами. Наиболее высокие темпы формирования гетерогенности секреторного аппарата характерны для миокарда правого ушка сердца; наиболее низкие – для миокарда межпредсердной перегородки. Желудочковый миокард обладает умеренной секреторной активностью в раннем постэмбриональном развитии крыс; зрелые кардиомиоциты желудочков утрачивают секреторную активность. Дефинитивный уровень развития гетерогенности секреторного аппарата миокарда достигается к концу 1-го месяца постнатального онтогенеза крыс.Мета дослідження – ультраструктурний і гістохімічний аналіз розвитку секреторного апарата передсердного міокарда щурів. Найвища секреторна активність зрілого міокарда виявляється у правому вушку серця, що обумовлено переважанням високо спеціалізованих секреторних міоцитів (понад 75% від чисельності міоцитарной популяції). Секреторна активність ділянок зрілого міокарда убуває в послідовності: ліве вушко – праве передсердя – ліве передсердя – міжпередсердна перегородка – міжшлуночкова перегородка – правий шлуночок – лівий шлуночок. Розвиток секреторного апарата на етапах гістогенезу міокарда грунтується на перетвореннях кількісного співвідношення між високо і низько спеціалізованими секреторними кардіоміоцитами. Найбільш високі темпи формування гетерогенності секреторного апарата характерні для міокарда правого вушка серця; найбільш низькі – для міжпередсердної перегородки. Шлуночковий міокард має помірну секреторну активність у ранньому постембріональному розвитку щурів; зрілі кардіоміоцити шлуночків втрачають секреторну активність. Дефінітивний рівень розвитку гетерогенності секреторного апарата міокарда досягається до кінця 1-го місяця постнатального онтогенезу щурів

Затримка раннього ембріонального розвитку печінки призводить до порушення утворення епікарда та його епітеліо-мезенхімної трансформації, але не впливає на формування коронарного ендотелію.

Despite intensive investigation of heart embryogenesis the origin of coronary endothelium is still under debate. Existence of close interrelation between proepicardium, liver bud, sinus venosus and early coronary vessels is obvious, but the nature of this interconnection is unclear as well as exact source of endothelial cells. Thus, the purpose of our research was to investigate the effect of inhibition of liver bud development on formation of coronary vessels. To inhibit the liver bud we injected aminoguanidine sulfate into the yolk sack of chick embryos on 14 stage of development by HH (first group) - to prevent contact between proepicardium and liver, and on 16 stage (second group) to allow contact between proepicardium and liver during a short period of time. In the first group it was observed the violation of epicardium formation and early death during first 3 days of incubation. At embryos it was revealed thinning of myocardium and atrio-ventricular cushions, abnormal looping – presumably due to the absence of epicardium. The death was caused by heart insufficiency. In the second group it was observed the beginning of epicardium formation, but the heart defects were the same as in the first group – presumably due to the absence of epicardium-derived cells. At embryos of this group, who survived till 26 stage of development (4.5 day of incubation), despite absence of cellular component in subepicardial space and almost completely absence of liver, we observed formation of coronary vessels. They were concentrated on the dorsal surface of atrio-vetricular channel and were presented by continuation of endothelium of the sinus venosus.Несмотря на интенсивное исследование эмбрионального развития сердца, происхождение коронарного эндотелия до сих пор остается не выясненным. Существование тесной взаимосвязи между проэпикардом, зачатком печени, венозным синусом и ранними коронарными сосудами является очевидным, но природа их взаимодействия, также как и источник коронарного эндотелия не известны. Следовательно, целью нашего исследования было определить последствия задержки развития зачатка печени на формирование коронарных сосудов. Для угнетения развития печени проводилось введение аминогуанидин сульфата в желточный мешок куриных эмбрионов на 14 стадии по НН (первая группа) – для предупреждения контакта проэпикарда с зачатком печени; на 16 стадии по НН (вторая группа) – для допущения контакта между проэпикардом и печенью в течение короткого времени. В результате, в первой группе наблюдалось нарушение формирования эпикарда и ранняя смертность (в течение первых трех суток инкубации). У эмбрионов отмечалось утончение миокарда и атрио-вентрикулярных подушек, нарушение петлеобразования - вероятно из-за отсутствия эпикарда. Смерть была обусловлена сердечно-сосудистой недостаточностью. Во второй группе формирование эпикарда начиналось, но дефекты развития сердца были такими же, как и в первой группе – вероятно из-за отсутствия клеток-дериватов эпикарда. У эмбрионов этой группы, которые выжили до 26 стадии по НН (4,5 суток инкубации), несмотря на отсутствие клеток в субэпикардиальном пространстве и практически полное отсутствие печени, наблюдалось образование коронарных сосудов. Они были сосредоточены на дорсальной поверхности атрио-вентрику­ляр­ного канала и представляли собой продолжение эндотелия венозного сиунуса.Не дивлячись на інтенсивне дослідження ембріонального розвитку серця, походження коронарного ендотелію досі залишається не з’ясованим. Існування тісного взаємозв’язку між проепікардом, брунькою печінки, венозним синусом та ранніми коронарними судинами є очевидним, але природа їх взаємодії, також як і джерело коронарного ендотелію не відомі. Отже, метою нашого дослідження було визначити наслідки затримки розвитку бруньки печінки на формування коронарних судин. Для пригнічення розвитку печінки проводилось введення аміногуанідин сульфату в жовтковий мішок курячих ембріонів на 14 стадії за НН (перша група) – для попередження контакту проепікарда з брунькою печінки; та на 16 стадії за НН (друга група) – для допускання контакту між проепікардом і печінкою протягом короткого часу. В результаті, в першій групі спостерігалось порушення формування епікарда та рання смертність протягом перших трьох діб інкубації. У ембріонів відзначалось витончення міокарда та атріо-вентрикулярних подушок, порушення петлеутворення - імовірно через відсутність епікарда. Смерть була обумовлена серцево-судинною недостатністю. В другій групі формування епікарда починалось, але дефекти розвитку серця були такими ж, як і в першій групі – ймовірно через відсутність клітин-дериватів епікарда. У ембріонів цієї групи, які вижили до 26 стадії за НН (4,5 доби інкубації), не дивлячись на відсутність клітин в субепікардіальному просторі та практично повну відсутність печінки, спостерігалось утворення коронарних судин. Вони були зосереджені на дорсальній поверхні атріо-вентрикулярного каналу та являли собою продовження ендотелію венозного синусу

Delay in liver bud development during early embryogenesis leads to violation of epicardium formation and its epithelial-to-mesenchymal transformation, but do not affect coronary endothelium formation

Despite intensive investigation of heart embryogenesis the origin of coronary endothelium is still under debate. Existence of close interrelation between proepicardium, liver bud, sinus venosus and early coronary vessels is obvious, but the nature of this interconnection is unclear as well as exact source of endothelial cells. Thus, the purpose of our research was to investigate the effect of inhibition of liver bud development on formation of coronary vessels. To inhibit the liver bud we injected aminoguanidine sulfate into the yolk sack of chick embryos on 14 stage of development by HH (first group) - to prevent contact between proepicardium and liver, and on 16 stage (second group) to allow contact between proepicardium and liver during a short period of time. In the first group it was observed the violation of epicardium formation and early death during first 3 days of incubation. At embryos it was revealed thinning of myocardium and atrio-ventricular cushions, abnormal looping – presumably due to the absence of epicardium. The death was caused by heart insufficiency. In the second group it was observed the beginning of epicardium formation, but the heart defects were the same as in the first group – presumably due to the absence of epicardium-derived cells. At embryos of this group, who survived till 26 stage of development (4.5 day of incubation), despite absence of cellular component in subepicardial space and almost completely absence of liver, we observed formation of coronary vessels. They were concentrated on the dorsal surface of atrio-vetricular channel and were presented by continuation of endothelium of the sinus venosus

First 10 years of journal "Morphologia": analysis of activities.

Scientometric databases represent a good possibility to evaluate the objective parameters of scientific journals activity. Journal “Morphologia” has been registered in Russian index of scientific citation since 2009 and providing an opportunity to analyse wide spectrum of its indexes for the period of 8 years. One of the most well-known scientometric parameter is the impact-factor (IF); two-eyar IF demonstrates the tendency to growth up to the 2011 and after оscillations return to the same value in 2015. Five-year IF also demonstrates uncertain tendency with the highest value in 2013 (0.213 without self-citation) and in 2015 it reaches the level of 0.161. The same changes are characteral for the total number of citation per one year: in 2013 it was registered the highest value - 67 (without self-citation), while in 2015 it decreased to 59. Distribution of the citation among different journals could be measured by the Herfindahl index; continuous decrease of this paremeter up to the level 339 evidence rather uniform distribution of citations among 145 journals. Comparison of these scientometric parameters with another ukrainian journals of the same scientific field revealed that “Morphologia” occupy the leader position among another morphological periodicals. Taken together these data evidence the importance of scientometric databases and their indexes for the objective comparison of scientific journals

Аналіз динаміки наукометричних показників РИНЦ журнала «Morphologia».

Background. Scientometric indicators are very useful for the comparative analysis of different scientists, organizations, journals, etc. Their calculation and dynamics are also very helpful for editorial office in improvement of the quality of scientific periodicals. Objective. To analyze the dynamic of scientometric indicators of journal “Morphologia” in Russian Index of Scientific Citation system. Methods. We have examined further indicators: biennial and five-year impact-factors with and without accounting of self-citations, biennial and five-year index of self-citation during the period 2008-2013 years. Results. Since the beginning of publication of the journal the lowest level of indicators was fixed in 2012 year – 0.065 and 0.049 for biennial and five-year impact-factors without accounting of self-citations, respectively. In turn, 2013 year was characterized by maximal value of these indices – 0.135 and 0.143, respectively. Biennial and five-year indices of self-citation showed the same dynamics with stable decrease to the level of 25% and 10.3%, respectively. Conclusion. Taken together scientometric indicators of journal “Morphologia” during investigated period reflects positive dynamics.Наукометрические показатели полезны для сравнительного анализа различных ученых, организаций, журналов и т.д. Их расчет и динамика также могут помочь редакциям в улучшении качества научных периодических изданий. Цель – анализ динамики наукометрических показателей журнала "Morphologia" в Российском индексе научного цитирования. Мы рассмотрели следующие показатели: двухлетний и пятилетний импакт-факторы с учетом и без учета самоцитирования, двухлетний и пятилетний индексы самоцитирования в период 2008-2013 гг. С начала издания журнала низкий уровень индексов был зафиксирован в 2012 году - 0,065 и 0,049 для двухлетнего и пятилетнего импакт-факторов без учета самоцитирования, соответственно. В свою очередь, 2013 год характеризовался максимальным значением этих показателей - 0,135 и 0,143, соответственно. Двухлетние и пятилетние показатели самоцитирования продемонстрировали такую же динамику со стабильным снижением до уровня 25% и 10,3%, соответственно. В совокупности наукометрические показатели журнала "Morphologia" во время исследуемого периода отражают положительную динамику.Наукометричні показники корисні для порівняльного аналізу різних вчених, організацій, журналів і т.д. Їх розрахунок і динаміка також можуть допомогти редакціям в поліпшенні якості наукових періодичних видань. Мета – аналіз динаміки наукометричних показників журналу "Morphologіa" в Російському індексі наукового цитування. Ми розглянули наступні показники: дворічний та п'ятирічний імпакт-фактор з урахуванням та без урахування самоцитування, дворічний та п'ятирічний індекси самоцитування в період 2008-2013 рр. Від початку видання журналу низький рівень індексів був зафіксований в 2012 році – 0,065 і 0,049 для дворічного та п'ятирічного імпакт-факторів без урахування самоцитування, відповідно. У свою чергу, 2013 рік характеризувався максимальним значенням цих показників – 0,135 і 0,143, відповідно. Дворічні та п'ятирічні показники самоцитування продемонстрували таку ж динаміку зі стабільним зниженням до рівня 25% і 10,3%, відповідно. У сукупності наукометричні показники журналу "Morphologia" під час досліджуваного періоду відображають позитивну динаміку