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 de Kyūshū , Japón.
Recibió una licenciatura en Ciencias de la Universidad de Miyazaki en 1953 y publicó su primer artículo, sobre las matemáticas del mejoramiento vegetal, ese mismo año. [1] En 1959, completó su doctorado en la Universidad de Kioto sobre genética cuantitativa para el mejoramiento 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 estudiantes, 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 de ligamiento entre loci genéticos o a mantener la misma relación de ligamiento. [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 modificación de ligamiento. [4] Datos moleculares recientes indican que muchos conjuntos de genes interactuantes, como los genes Hox, los genes de inmunoglobulina 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 modificación de ligamiento. También demostró que, a diferencia del argumento de RA Fisher , las mutaciones deletéreas 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 de genes e inactivación de genes, predijo que los organismos superiores contienen una gran cantidad de genes duplicados y genes no funcionales (ahora llamados pseudogenes ). [7] Esta predicción demostró ser correcta cuando se descubrieron muchas familias multigénicas y pseudogenes en los años 1980 y 1990.
Su notable contribución 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 grado de diferenciación de la población 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 de 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 interespecífica [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 proteico. 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 frecuencias de los alelos, la relación entre la heterocigosidad promedio y la divergencia de las proteínas entre especies, etc., mostró que una gran parte del polimorfismo proteico puede explicarse mediante la teoría neutral. [15] [16] La única excepción fueron los loci del complejo mayor de histocompatibilidad (CMH), 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 divergieron hace unos 55.000 años y estas dos poblaciones divergieron de los africanos hace unos 115.000 años. [18] [19] Esta conclusión fue apoyada 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 un indicio temprano de la teoría de los orígenes humanos fuera de África . [ cita requerida ]
Alrededor de 1980, Nei y sus estudiantes iniciaron un estudio de inferencia de árboles filogenéticos basados 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 unión de vecinos y de evolución mínima para la inferencia de árboles. [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 el 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 no sinónimas. [23] Aplicando este método, demostraron que el grado excepcionalmente alto de polimorfismo de secuencia en los loci 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 estudiantes 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 genotipos menos aptos (es decir, teoría de la evolución impulsada por mutaciones). [16] [25] Realizó análisis estadísticos de la evolución de 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 granjeros. [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 jubilarse 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]
