stringtranslate.com

Мотоо Кимура

Мотоо Кимура (木村 資生, Kimura Motō ) (13 ноября 1924 — 13 ноября 1994) — японский биолог , наиболее известный тем, что в 1968 году представил нейтральную теорию молекулярной эволюции . [1] [2] Он стал одним из самых влиятельных теоретиков популяционной генетики . В генетике его помнят за новаторское использование уравнений диффузии для расчета вероятности фиксации полезных, вредных или нейтральных аллелей . [3] Объединив теоретическую популяционную генетику с данными молекулярной эволюции , он также разработал нейтральную теорию молекулярной эволюции, в которой генетический дрейф является основной силой, изменяющей частоты аллелей . [4] Джеймс Ф. Кроу , сам известный популяционный генетик, считал Кимуру одним из двух величайших эволюционных генетиков, наряду с Гюставом Малеко , после великого трио современного синтеза , Рональда Фишера , Дж. Б. С. Холдейна и Сьюэлла Райта . [5]

Жизнь и работа

Кимура родился 13 ноября 1924 года в Окадзаки , префектура Айти . [6] С раннего возраста он очень интересовался ботаникой, хотя он также преуспел в математике (самостоятельно изучая геометрию и другие математические дисциплины во время длительного выздоровления из-за пищевого отравления ). Поступив в элитную среднюю школу в Нагое , Кимура сосредоточился на морфологии растений и цитологии; он работал в лаборатории М. Кумадзавы, изучая структуру хромосом лилий . С Кумадзавой он также обнаружил , как связать свои интересы в ботанике и математике: биометрия [7]

Из-за Второй мировой войны Кимура рано покинул среднюю школу, чтобы поступить в Киотский императорский университет в 1944 году. По совету выдающегося генетика Хитоси Кихары Кимура поступил на ботанику, а не на цитологию, поскольку первая, на факультете естественных наук, а не сельского хозяйства, позволяла ему избежать военной службы. Он присоединился к лаборатории Кихары после войны, где изучал введение чужеродных хромосом в растения и изучил основы популяционной генетики. [6] [7]

В 1949 году Кимура присоединился к Национальному институту генетики в Мисиме, Сидзуока . В 1953 году он опубликовал свою первую работу по популяционной генетике (которая в конечном итоге стала очень влиятельной), описав модель «ступеньки» для популяционной структуры, которая могла бы рассматривать более сложные закономерности миграции, чем более ранняя «островная модель» Сьюэлла Райта . После встречи с американским генетиком Дунканом Макдональдом (частью Комиссии по жертвам атомной бомбардировки ), Кимура договорился о поступлении в аспирантуру в колледже штата Айова летом 1953 года, чтобы учиться у Дж. Л. Лаша . [7]

Кимура вскоре обнаружил, что колледж штата Айова слишком ограничивал его; он перешел в Висконсинский университет, чтобы работать над стохастическими моделями с Джеймсом Ф. Кроу и присоединиться к сильному интеллектуальному сообществу единомышленников-генетиков, включая Ньютона Мортона и, что наиболее важно, Сьюэлла Райта . Ближе к концу своего аспирантского исследования Кимура выступил с докладом на симпозиуме в Колд-Спринг-Харбор в 1955 году ; хотя немногие смогли его понять (как из-за математической сложности, так и из-за английского произношения Кимуры), он получил высокую оценку от Райта, а позднее от Дж. Б. С. Холдейна . [7] [6]

Его достижения в Висконсине включали общую модель генетического дрейфа, которая могла учитывать множественные аллели, отбор, миграцию и мутации, а также некоторые работы, основанные на фундаментальной теореме естественного отбора RA Fisher . Он также основывался на работе Райта с уравнением Фоккера-Планка , введя обратное уравнение Колмогорова в популяционную генетику, что позволило рассчитать вероятность того, что аллель закрепится в популяции. [8] Он получил докторскую степень в 1956 году, прежде чем вернуться в Японию (где он останется до конца своей жизни, в Национальном институте генетики). [7]

Кимура работал над широким спектром теоретических проблем популяционной генетики, многие из них в сотрудничестве с Такео Маруямой. Он ввел модели мутации « бесконечных аллелей », « бесконечных сайтов » и « пошаговой [9] », все из которых широко использовались по мере роста области молекулярной эволюции вместе с числом доступных пептидных и генетических последовательностей . Пошаговая модель мутации — это «лестничная модель», которая может применяться к исследованиям электрофореза , где гомологичные белки отличаются целыми единицами заряда. Раннее изложение его подхода было опубликовано в 1960 году в его «Введении в популяционную генетику» . [10] Он также внес важный обзор в статью о продолжающемся споре по поводу генетической нагрузки в 1961 году. [7] [11]

1968 год стал поворотным моментом в карьере Кимуры. В этом году он представил нейтральную теорию молекулярной эволюции , идею о том, что на молекулярном уровне подавляющее большинство генетических изменений нейтрально по отношению к естественному отбору , что делает генетический дрейф основным фактором эволюции . [12] [13] Область молекулярной биологии быстро расширялась, и росло напряжение между сторонниками расширяющейся редукционистской области и учеными в области организменной биологии, традиционной области эволюции. Нейтральная теория сразу же стала спорной, получив поддержку многих молекулярных биологов и вызвав оппозицию многих эволюционных биологов. [14] [12]

Кимура провел остаток своей жизни, разрабатывая и защищая нейтральную теорию. Как выразился Джеймс Кроу, «большая часть ранних работ Кимуры оказалась заранее адаптированной для использования в количественном изучении нейтральной эволюции». [7] По мере того, как появлялись новые экспериментальные методы и генетические знания, Кимура расширял сферу действия нейтральной теории и создавал математические методы для ее проверки на основе имеющихся доказательств. [14] Кимура выпустил монографию о нейтральной теории в 1983 году, «Нейтральная теория молекулярной эволюции» , а также работал над продвижением теории с помощью популярных произведений, таких как « Мои взгляды на эволюцию» , книга, которая стала бестселлером в Японии. [15]

Хотя нейтральную теорию трудно проверить с помощью альтернативных гипотез, основанных на отборе, она стала частью современных подходов к молекулярной эволюции. [16] [17]

В 1992 году Кимура получил медаль Дарвина от Королевского общества , а в следующем году он стал иностранным членом Королевского общества . [7]

Кимура страдал от прогрессирующей слабости, вызванной боковым амиотрофическим склерозом в более позднем возрасте. [5] При случайном падении у себя дома в Сидзуоке, Япония, Кимура ударился головой и умер 13 ноября 1994 года от кровоизлияния в мозг. [6] [18] [5] Он был женат на Хироко Кимуре. У них был один ребенок, сын Акио и внучка Ханако. [19] [20]

Почести

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Кимура, Мотоо (1968). «Скорость эволюции на молекулярном уровне» (PDF) . Nature . 217 (5129): 624–626. Bibcode : 1968Natur.217..624K. doi : 10.1038/217624a0. PMID  5637732. S2CID  4161261.
  2. ^ Ней, М. (1995). "Мотоо Кимура (1924–1994)". Молекулярная биология и эволюция . 12 (5): 719–722. Bibcode :1995JMolE..40..709J. doi :10.1093/oxfordjournals.molbev.a040250. PMID  7476119.
  3. ^ Уоттерсон, Г. (1996). «Использование Мотоо Кимурой теории диффузии в популяционной генетике». Теоретическая популяционная биология . 49 (2): 154–188. doi :10.1006/tpbi.1996.0010. PMID  8813021.
  4. ^ Охта Т. и Джиллеспи Дж. Х. (1996). «Развитие нейтральных и почти нейтральных теорий». Теоретическая популяционная биология . 49 (2): 128–142. CiteSeerX 10.1.1.332.2080 . doi :10.1006/tpbi.1996.0007. PMID  8813019. 
  5. ^ abcdefghi Кроу, Джеймс Ф. (1995). "Мотоо Кимура (1924–1994)". Генетика . 140 (1): 1–5. Bibcode : 1995JMolE..40..709J. doi : 10.1007/BF00160522. PMC 1206539. PMID  7635277 . 
  6. ^ abcd Ohta, Томоко (декабрь 1996 г.). «Мотоо Кимура». Ежегодный обзор генетики . 30 (1): 1–5. doi :10.1146/annurev.genet.30.1.1. ISSN  0066-4197. PMID  8982446. S2CID  685416 . Проверено 27 февраля 2023 г.
  7. ^ abcdefghi Кроу, Дж. Ф. (1997). «Мотоо Кимура. 13 ноября 1924 г. – 13 ноября 1994 г.: избран в члены РС 1993 г.». Биографические мемуары членов Королевского общества . 43 : 255–265. дои : 10.1098/rsbm.1997.0014. S2CID  44725944.
  8. ^ Кимура, Мотоо (1986). «Диффузионные модели популяционной генетики в эпоху молекулярной биологии». В Гани, Дж. (ред.). Искусство вероятностного моделирования . Прикладная вероятность. Т. 1. Springer. С. 150–165. doi :10.1007/978-1-4613-8631-5_10. ISBN 0-387-96277-8.
  9. ^ Кимура, М.; Охта, Т. (1978-06-01). «Модель пошаговой мутации и распределение аллельных частот в конечной популяции». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 75 (6): 2868–2872. Bibcode : 1978PNAS...75.2868K. doi : 10.1073/pnas.75.6.2868 . ISSN  0027-8424. PMC 392666. PMID 275857  . 
  10. ^ Кимура Мотоо, Шудан Иденгаку гайрон , Байфукан, Токио, 1960 г.
  11. ^ Кимура, М (1961). «Некоторые расчеты по нагрузке мутаций». Jpn. J. Genet . 36 : 179–190.
  12. ^ ab Ohta, Tomoko (ноябрь 1992 г.). «Почти нейтральная теория молекулярной эволюции». Annual Review of Ecology and Systematics . 23 (1): 263–286. doi :10.1146/annurev.es.23.110192.001403. ISSN  0066-4162 . Получено 28 февраля 2023 г.
  13. ^ Кимура, Мотоо (1983). Нейтральная теория молекулярной эволюции . Издательство Кембриджского университета , 1968. ISBN. 978-0-521-23109-1.
  14. ^ ab Crow, James F. (1 декабря 2008 г.). «Противоречия середины века в популяционной генетике». Annual Review of Genetics . 42 : 1–16. doi : 10.1146/annurev.genet.42.110807.091612. PMID  18652542. Получено 28 февраля 2023 г.
  15. ^ Кимура, Мотоо (1988). Seibutsu shinka wo kangaeru (Мои взгляды на эволюцию) (на японском языке). Иванами Шотен.
  16. ^ Ней, Масатоши (1987). Молекулярная эволюционная генетика . Издательство Колумбийского университета.
  17. ^ Кроу, Дж. (1996). «Воспоминания о Мото». Теоретическая популяционная биология . 49 (2): 122–127. doi :10.1006/tpbi.1996.0006. PMID  8813018.
  18. ^ "Мотоо Кимура; японский генетик, 70". The New York Times . 16 ноября 1994 г.
  19. ^ Стин, TY (1996). «Всегда эксцентричный?: Краткая биография Мотоо Кимуры». Журнал генетики . 75 : 19–01. doi :10.1007/BF02931748. S2CID  29545568.
  20. ^ Энциклопедия генетики Бреннера, 2-е издание[1]
  21. ^ "Премия Джона Дж. Карти за развитие науки". Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 29 декабря 2010 года . Получено 25 февраля 2011 года .
  22. ^ Королевское общество: архивная запись