vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-80Research ArticleСтатьиArticlesВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ СООБЩЕСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «ГАПЛОИДНЫЙ ЭВОЛЮЦИОННЫЙ КОНСТРУКТОР»HIGH-THROUGHPUT SIMULATIONS OF PROKARYOTIC COMMUNITY EVOLUTION WITH HAPLOID EVOLUTIONARY CONSTRUCTORМустафинЗ. С.MustafinZ. S.Zidane-7@yandex.ruМатушкинЮ. Г.MatushkinYu. G.Zidane-7@yandex.ruЛашинС. А.LashinS. A.Zidane-7@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS, Novosibirsk, Russia Novosibirsk National Research State University, Novosibirsk, RussiaRussian Federation201215122014164/1825829Copyright © Мустафин З.С., Матушкин Ю.Г., Лашин С.А., 20142014Мустафин З.С., Матушкин Ю.Г., Лашин С.А.Mustafin Z.S., Matushkin Y.G., Lashin S.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/80

В работе приведены результаты разработки высокопроизводительной версии программного комплекса «Гаплоидный эволюционный конструктор» (http://evol-constructor.bionet.nsc.ru), предназначенного для моделирования функционирования и эволюции прокариотических сообществ. Разработана параллельная версия программы, предназначенная для работы на высокопроизводительных кластерах с поддержкой MPI. Оказалось, что общее ускорение параллельной версии программного комплекса почти линейно зависит от числа используемых процессоров, и время расчета сложных моделей сообществ на кластере ЦКП «Биоинформатика» СО РАН уменьшилось с десятков часов до нескольких минут.

The results of the development of a high-throughput version of the software package Haploid Evolutionary Constructor (HEC), available at http://evol-constructor.bionet.nsc.ru, are presented. The software is used to simulate the functioning and evolution of prokaryotic communities. A parallel version of the software package was created using the MPI technology. The test was performed on a cluster of the Bioinformatics shared access center. The acceleration obtained was almost linear. The simulation time of complex bacterial communities was reduced from dozens of hours to several minutes.

микробное сообществооптимизацияпараллельное программированиемоделированиеэволюцияmicrobial communitiesoptimizationparallel computingmodelingevolutionгрант РФФИ 12-07-00671, Междисциплинарные интеграционные проекты СО РАН №№ 47, 87, Научная школа-5278.2012.4; Программа РАН № 28ReferencesЗаварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука, 2003. С. 348.Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука, 2003. С. 348.Корнеев В.Д. Параллельное программирование в MPI. 2-е изд. испр. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2002. 215 с.Корнеев В.Д. Параллельное программирование в MPI. 2-е изд. испр. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2002. 215 с.Лашин C.А., Суслов В.В., Матушкин Ю.Г. Моделирование эволюции трофически замкнутых сообществ с компенсаторным и некомпенсаторным метаболизмом // Информ. вестник ВОГиС. 2009. Т. 13. № 1. С. 150–158.Лашин C.А., Суслов В.В., Матушкин Ю.Г. Моделирование эволюции трофически замкнутых сообществ с компенсаторным и некомпенсаторным метаболизмом // Информ. вестник ВОГиС. 2009. Т. 13. № 1. С. 150–158.Лашин С.А., Матушкин Ю.Г., Суслов В.В., Колчанов Н.А. Эволюционные тренды в системах «Прокариотическое сообщество» и «Прокариотическое сообщество–фаг» // Генетика. 2011. Т. 47. № 12. С. 1676–1685.Лашин С.А., Матушкин Ю.Г., Суслов В.В., Колчанов Н.А. Эволюционные тренды в системах «Прокариотическое сообщество» и «Прокариотическое сообщество–фаг» // Генетика. 2011. Т. 47. № 12. С. 1676–1685.Lashin S.A., Matushkin Yu.G. Haploid evolutionary constructor: new features and further challenges // In Silico. Biol. 2012. V. 11. Nо. 3. P. 125–135.Lashin S.A., Matushkin Yu.G. Haploid evolutionary constructor: new features and further challenges // In Silico. Biol. 2012. V. 11. Nо. 3. P. 125–135.Lashin S.A., Matushkin Yu.G., Suslov V.V., Kolchanov N.A. Computer modeling of genome complexity variation trends in prokaryotic communities under varying habitat conditions // Ecol. Modelling. 2012. V. 224. No. 1. Р. 124–129.Lashin S.A., Matushkin Yu.G., Suslov V.V., Kolchanov N.A. Computer modeling of genome complexity variation trends in prokaryotic communities under varying habitat conditions // Ecol. Modelling. 2012. V. 224. No. 1. Р. 124–129.Wang G., Post W.M. A theoretical reassessment of microbial maintenance and implications for microbial ecology modeling // FEMS Microbiol. Ecol. 2012. Sep;81(3):610-7. doi: 10.1111/j.1574-6941.2012.01389.x. Epub 2012 Apr 30. (ссылка в пабмед: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22500928).Wang G., Post W.M. A theoretical reassessment of microbial maintenance and implications for microbial ecology modeling // FEMS Microbiol. Ecol. 2012. Sep;81(3):610-7. doi: 10.1111/j.1574-6941.2012.01389.x. Epub 2012 Apr 30. (ссылка в пабмед: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22500928).

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