Masatoshi Nei (根井正利, Nei Masatoshi , 2 de enero de 1931 - 18 de mayo de 2023) fue un biólogo evolutivo estadounidense nacido en Japón .
Masatoshi Nei nació en 1931 en la prefectura de Miyazaki , en la isla Kyūshū , Japón.
Recibió una licenciatura en Ciencias de la Universidad de Miyazaki en 1953 y publicó su primer artículo, sobre las matemáticas del fitomejoramiento, ese mismo año. [1] En 1959, completó su doctorado en la Universidad de Kyoto sobre genética cuantitativa para la mejora de cultivos. [1]
Durante la siguiente década, Nei trabajó en Japón, incluso como científico investigador en el Instituto Nacional de Ciencias Radiológicas, antes de emigrar a los Estados Unidos en 1969. [1]
Nei fue profesor asociado y profesor de biología en la Universidad de Brown de 1969 a 1972 y profesor de genética de poblaciones en el Centro de Genética Demográfica y de Poblaciones del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston (UTHealth), de 1972 a 1990.
Posteriormente fue profesor Evan Pugh de biología en la Universidad Estatal de Pensilvania y director del Instituto de Genética Evolutiva Molecular, donde trabajó desde 1990 hasta 2015.
Desde 2015, Nei estuvo afiliada al Departamento de Biología de la Universidad de Temple como profesora adjunta Laura H. Carnell.
Actuando solo o trabajando con sus alumnos, ha desarrollado continuamente métodos estadísticos para estudiar la evolución molecular teniendo en cuenta los descubrimientos en biología molecular . También ha desarrollado conceptos en la teoría de la evolución y ha avanzado en la teoría de la evolución impulsada por mutaciones . [1]
Junto con Walter Fitch , Nei cofundó la revista Molecular Biology and Evolution en 1983 y la Society for Molecular Biology and Evolution en 1993. [2]
Nei fue el primero en demostrar matemáticamente que, en presencia de interacción genética , la selección natural siempre tiende a mejorar la intensidad del vínculo entre loci genéticos o a mantener la misma relación de vínculo. [3] Luego observó que el valor promedio de recombinación por genoma es generalmente menor en organismos superiores que en organismos inferiores y atribuyó esta observación a su teoría de la modificación del ligamiento. [4] Datos moleculares recientes indican que muchos conjuntos de genes que interactúan, como los genes Hox, los genes de inmunoglobulinas y los genes de histonas, a menudo han existido como grupos de genes durante un largo tiempo evolutivo. Esta observación también puede explicarse por su teoría de la modificación del enlace. También demostró que, a diferencia del argumento de RA Fisher , las mutaciones perjudiciales pueden acumularse con bastante rapidez en el cromosoma Y o duplicar genes en poblaciones finitas. [5] [6]
En 1969, considerando las tasas de sustitución de aminoácidos, duplicación e inactivación de genes, predijo que los organismos superiores contienen una gran cantidad de genes duplicados y genes no funcionales (ahora llamados pseudogenes ). [7] Se demostró que esta predicción era correcta cuando se descubrieron muchas familias multigénicas y pseudogenes en las décadas de 1980 y 1990.
Su contribución notable a principios de la década de 1970 es la propuesta de una nueva medida de distancia genética (distancia de Nei) entre poblaciones y su uso para estudiar las relaciones evolutivas de poblaciones o especies estrechamente relacionadas. [8] Más tarde desarrolló otra medida de distancia llamada D A , que es apropiada para encontrar la topología de un árbol filogenético de poblaciones. [9] También desarrolló estadísticas para medir el alcance de la diferenciación poblacional para cualquier tipo de sistema de apareamiento utilizando la medida G ST . [10] En 1975, él y sus colaboradores presentaron una formulación matemática de los efectos de cuello de botella en la población y aclararon el significado genético de los efectos de cuello de botella. [11] En 1979, propuso una medida estadística llamada diversidad de nucleótidos , [12] que ahora se usa ampliamente para medir el grado de polimorfismo de nucleótidos. También desarrolló varios modelos diferentes de especiación y concluyó que el aislamiento reproductivo entre especies ocurre como un proceso pasivo de acumulación de mutaciones de incompatibilidad interespecíficas [13] [14]
A principios de los años 1960 y 1970, hubo una gran controversia sobre el mecanismo de evolución de las proteínas y el mantenimiento del polimorfismo de las proteínas. Nei y sus colaboradores desarrollaron varios métodos estadísticos para probar la teoría neutral de la evolución molecular utilizando datos de polimorfismo. Su análisis de la distribución de frecuencia de los alelos, la relación entre la heterocigosidad promedio y la divergencia de proteínas entre especies, etc., mostró que una gran parte del polimorfismo de las proteínas puede explicarse mediante la teoría neutral. [15] [16] La única excepción fueron los loci del complejo principal de histocompatibilidad (MHC), que muestran un grado extraordinariamente alto de polimorfismo. Por estas razones aceptó la teoría neutral de la evolución. [16] [17]
Utilizando su teoría de la distancia genética, él y AK Roychoudhury demostraron que la variación genética entre europeos, asiáticos y africanos es sólo alrededor del 11 por ciento de la variación genética total de la población humana. Luego estimaron que los europeos y los asiáticos se separaron hace unos 55.000 años y que estas dos poblaciones divergieron de los africanos hace unos 115.000 años. [18] [19] Esta conclusión fue respaldada por muchos estudios posteriores que utilizaron un mayor número de genes y poblaciones, y las estimaciones parecen ser todavía aproximadamente correctas. Este hallazgo podría considerarse una indicación temprana de la teoría de los orígenes humanos fuera de África . [ cita necesaria ]
Alrededor de 1980, Nei y sus estudiantes iniciaron un estudio de inferencia de árboles filogenéticos basado en datos de distancia. En 1985, desarrollaron un método estadístico para probar la precisión de un árbol filogenético examinando la significancia estadística de las longitudes de las ramas interiores. Luego desarrollaron los métodos de inferencia de árboles de unión de vecinos y de evolución mínima. [20] [21] También desarrollaron métodos estadísticos para estimar tiempos evolutivos a partir de filogenias moleculares. En colaboración con Sudhir Kumar y Koichiro Tamura, desarrolló un paquete de programas informáticos ampliamente utilizado para análisis filogenético llamado MEGA . [22]
El grupo de Nei inventó un método estadístico simple para detectar la selección darwiniana positiva comparando el número de sustituciones de nucleótidos sinónimas y sustituciones de nucleótidos no sinónimas. [23] Al aplicar este método, demostraron que el grado excepcionalmente alto de polimorfismo de secuencia en los loci del MHC es causado por una selección sobredominante. [24] Aunque posteriormente se desarrollaron varios métodos estadísticos para esta prueba, sus métodos originales todavía se utilizan ampliamente. [25]
Nei y sus alumnos estudiaron los patrones evolutivos de un gran número de familias multigénicas y demostraron que generalmente evolucionan siguiendo el modelo de un proceso de nacimiento-muerte . [26] En algunas familias de genes, este proceso es muy rápido, causado por eventos aleatorios de duplicación y eliminación de genes y genera una deriva genómica del número de copias de genes. Nei ha mantenido durante mucho tiempo la opinión de que la fuerza impulsora de la evolución es la mutación, incluidos cualquier tipo de cambios en el ADN (cambios de nucleótidos, cambios cromosómicos y duplicación del genoma), y que la selección natural es principalmente una fuerza que elimina los genotipos menos aptos (es decir, la teoría de la evolución). evolución impulsada por mutaciones). [16] [25] Realizó análisis estadísticos de la evolución de los genes que controlan caracteres fenotípicos como la inmunidad y la recepción olfativa y obtuvo evidencia que respalda esta teoría. [25]
Masatoshi Nei nació en 1931 en Japón, y su interés de toda la vida por la biología y la genética puede tener sus raíces en su crianza en una granja, en una familia de agricultores. [1] Después de completar sus títulos universitarios y de doctorado en Japón, Nei emigró a los Estados Unidos en 1969. [1] Nei estaba casado, tenía dos hijos y dos nietos, y disfrutaba escuchando música clásica y esculpiendo topiarios. [1] En 2014, Nei sufrió un derrame cerebral y se mudó a Nueva Jersey después de retirarse de la Universidad Estatal de Pensilvania. [1] Nei murió en Morristown, Nueva Jersey, el 18 de mayo de 2023, a la edad de 92 años. [27] [28] [1]
