Масатоши Нэй (根井正利, Нэй Масатоши , 2 января 1931 — 18 мая 2023) — американский биолог-эволюционист японского происхождения .
Масатоси Нэй родился в 1931 году в префектуре Миядзаки , на острове Кюсю , Япония.
Он получил степень бакалавра наук в Университете Миядзаки в 1953 году и в том же году опубликовал свою первую статью по математике селекции растений. [1] В 1959 году он получил докторскую степень в Киотском университете по количественной генетике для улучшения сельскохозяйственных культур. [1]
В течение следующего десятилетия Ней работал в Японии, в том числе в качестве научного сотрудника в Национальном институте радиологических наук, прежде чем эмигрировать в Соединенные Штаты в 1969 году. [1]
Ней был доцентом и профессором биологии в Университете Брауна с 1969 по 1972 год и профессором популяционной генетики в Центре демографической и популяционной генетики Центра медицинских наук Техасского университета в Хьюстоне (UTHealth) с 1972 по 1990 год.
Позже он был профессором биологии Эвана Пью в Университете штата Пенсильвания и директором Института молекулярно-эволюционной генетики, работая там с 1990 по 2015 год.
С 2015 года Ней работала на кафедре биологии Университета Темпл в качестве адъюнкт-профессора Лоры Х. Карнелл.
Действуя самостоятельно или работая со своими учениками, он постоянно разрабатывал статистические методы изучения молекулярной эволюции с учетом открытий в молекулярной биологии . Он также разработал концепции эволюционной теории и выдвинул теорию эволюции, управляемой мутациями . [1]
Вместе с Уолтером Фитчем Ней стал соучредителем журнала « Молекулярная биология и эволюция» в 1983 году и Общества молекулярной биологии и эволюции в 1993 году. [2]
Ней был первым, кто математически показал, что при наличии взаимодействия генов естественный отбор всегда имеет тенденцию увеличивать интенсивность сцепления между генетическими локусами или поддерживать те же самые отношения сцепления. [3] Затем он заметил, что средний показатель рекомбинации на геном обычно ниже у высших организмов, чем у низших организмов, и объяснил это наблюдение своей теорией модификации сцепления. [4] Недавние молекулярные данные показывают, что многие наборы взаимодействующих генов, такие как Hox-гены, гены иммуноглобулинов и гены гистонов, часто существовали в виде кластеров генов в течение длительного эволюционного периода. Это наблюдение также можно объяснить его теорией модификации связей. Он также показал, что, в отличие от аргументов Р. А. Фишера , вредные мутации могут довольно быстро накапливаться на Y-хромосоме или дублировать гены в ограниченных популяциях. [5] [6]
В 1969 году, учитывая скорость замены аминокислот, дупликации и инактивации генов, он предсказал, что высшие организмы содержат большое количество дублирующих генов и нефункциональных генов (теперь называемых псевдогенами ). [7] Это предсказание оказалось верным, когда в 1980-х и 1990-х годах было обнаружено множество мультигенных семейств и псевдогенов.
Его заметным вкладом в начале 1970-х годов является предложение новой меры генетической дистанции (расстояния Нея) между популяциями и ее использование для изучения эволюционных взаимоотношений популяций или близкородственных видов. [8] Позже он разработал еще одну меру расстояния под названием DA , которая подходит для определения топологии филогенетического дерева популяций. [9] Он также разработал статистику измерения степени дифференциации популяций для любых типов системы спаривания с использованием меры G ST . [10] В 1975 году он и его коллеги представили математическую формулировку эффектов «узких мест» населения и прояснили генетический смысл эффектов «узких мест». [11] В 1979 году он предложил статистическую меру, называемую нуклеотидным разнообразием , [12] которая сейчас широко используется для измерения степени нуклеотидного полиморфизма. Он также разработал несколько различных моделей видообразования и пришел к выводу, что репродуктивная изоляция между видами происходит как пассивный процесс накопления мутаций межвидовой несовместимости [13] [14]
В начале 1960-х и 1970-х годов существовали большие споры по поводу механизма эволюции белков и поддержания белкового полиморфизма. Ней и его сотрудники разработали различные статистические методы для проверки нейтральной теории молекулярной эволюции с использованием данных о полиморфизме. Их анализ распределения частот аллелей, взаимосвязи между средней гетерозиготностью и дивергенцией белков между видами и т. д. показал, что большая часть полиморфизма белков может быть объяснена нейтральной теорией. [15] [16] Единственным исключением были локусы главного комплекса гистосовместимости (MHC), которые демонстрируют чрезвычайно высокую степень полиморфизма. По этим причинам он принял нейтральную теорию эволюции. [16] [17]
Используя свою теорию генетического расстояния, он и А. К. Ройчоудхури показали, что генетическая изменчивость между европейцами, азиатами и африканцами составляет лишь около 11 процентов от общей генетической изменчивости человеческой популяции. Затем они подсчитали, что европейцы и азиаты разошлись около 55 000 лет назад, а эти две популяции разошлись с африканцами около 115 000 лет назад. [18] [19] Этот вывод был подтвержден многими более поздними исследованиями с использованием большего количества генов и популяций, и оценки, по-видимому, все еще примерно верны. Это открытие можно считать ранним признаком внеафриканской теории происхождения человека. [ нужна цитата ]
Примерно в 1980 году Ней и его ученики начали исследование вывода филогенетических деревьев на основе данных о расстоянии. В 1985 году они разработали статистический метод проверки точности филогенетического дерева путем изучения статистической значимости длины внутренних ветвей. Затем они разработали методы объединения соседей и методы вывода деревьев с минимальной эволюцией. [20] [21] Они также разработали статистические методы для оценки времени эволюции на основе молекулярной филогении. В сотрудничестве с Судхиром Кумаром и Коитиро Тамурой он разработал широко используемый пакет компьютерных программ для филогенетического анализа под названием MEGA . [22]
Группа Нея изобрела простой статистический метод обнаружения положительного дарвиновского отбора путем сравнения количества синонимичных и несинонимичных нуклеотидных замен. [23] Применяя этот метод, они показали, что исключительно высокая степень полиморфизма последовательностей в локусах MHC обусловлена сверхдоминантным отбором. [24] Хотя позже были разработаны различные статистические методы для этого теста, их оригинальные методы до сих пор широко используются. [25]
Ней и его ученики изучили закономерности эволюции большого количества мультигенных семей и показали, что они в целом развиваются по модели процесса рождения-смерти . [26] В некоторых семействах генов этот процесс происходит очень быстро, вызванный случайными событиями дупликации и делеции генов, и приводит к геномному дрейфу числа копий генов. Ней долгое время придерживался мнения, что движущей силой эволюции являются мутации, включая любые типы изменений ДНК (нуклеотидные изменения, хромосомные изменения и дупликация генома), и что естественный отбор — это прежде всего сила, устраняющая менее приспособленные генотипы (т. е. теория эволюция, обусловленная мутациями). [16] [25] Он провел статистический анализ эволюции генов, контролирующих фенотипические признаки, такие как иммунитет и обонятельная рецепция, и получил доказательства, подтверждающие эту теорию. [25]
Масатоши Ней родился в 1931 году в Японии, и его пожизненный интерес к биологии и генетике, возможно, уходит корнями в его воспитание на ферме, в семье фермеров. [1] После получения степени бакалавра и доктора в Японии Ней эмигрировал в Соединенные Штаты в 1969 году. [1] Ней был женат, имел двоих детей и двух внуков, любил слушать классическую музыку и лепить топиарии. [1] В 2014 году Ней перенес инсульт и переехал в Нью-Джерси после ухода из Университета штата Пенсильвания. [1] Ней умерла в Морристауне, штат Нью-Джерси , 18 мая 2023 года в возрасте 92 лет. [27] [28] [1]
