Masatoshi Nei - Masatoshi Nei

Masatoshi Nei
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Nascer ( 02/01/1931 )2 de janeiro de 1931 (90 anos)
Prefeitura de Miyazaki , Japão
Nacionalidade  EUA
Alma mater
Conhecido por Teorias estatísticas da evolução molecular e desenvolvimento da teoria da evolução impulsionada pela mutação
Prêmios Prêmio Kyoto (2013)
Medalha Thomas Hunt Morgan (2006)
Prêmio Internacional de Biologia (2002)
Carreira científica
Instituições
Tese Estudos sobre a aplicação da genética biométrica ao melhoramento de plantas  (1959)
Local na rede Internet igem .temple .edu / labs / nei

Masatoshi Nei (根 井 正 利, Nei Masatoshi ) (nascido em 2 de janeiro de 1931) é um biólogo evolucionário americano nascido no Japão, atualmente afiliado ao Departamento de Biologia da Temple University como Professor Carnell. Ele era, até recentemente, Evan Pugh Professor de Biologia na Pennsylvania State University e Diretor do Instituto de Genética Evolutiva Molecular; ele esteve lá de 1990 a 2015.

Nei nasceu em 1931 na província de Miyazaki , na Ilha Kyūshū , Japão. Ele foi professor associado e professor de biologia na Brown University de 1969 a 1972 e professor de genética populacional no Center for Demographic and Population Genetics, University of Texas Health Science Center em Houston (UTHealth), de 1972 a 1990. Atuando sozinho ou trabalhando com seus alunos, ele desenvolveu continuamente teorias estatísticas da evolução molecular, levando em consideração as descobertas em biologia molecular . Ele também desenvolveu conceitos na teoria da evolução e avançou na teoria da evolução impulsionada pela mutação .

Junto com Walter Fitch , Nei co-fundou a revista Molecular Biology and Evolution em 1983 e a Society for Molecular Biology and Evolution em 1993.

Trabalho em genética populacional

Estudos teóricos

Nei foi o primeiro a mostrar matematicamente que, na presença de interação gênica , a seleção natural sempre tende a aumentar a intensidade de ligação entre loci genéticos ou manter a mesma relação de ligação. Ele então observou que o valor médio de recombinação por genoma é geralmente menor em organismos superiores do que em organismos inferiores e atribuiu essa observação à sua teoria de modificação de ligação. Dados moleculares recentes indicam que muitos conjuntos de genes em interação, como genes Hox, genes de imunoglobulina e genes de histonas, muitas vezes existiram como agrupamentos de genes por um longo tempo evolutivo. Essa observação também pode ser explicada por sua teoria da modificação de ligação. Ele também mostrou que, ao contrário do argumento de RA Fisher , mutações deletérias podem se acumular rapidamente no cromossomo Y ou genes duplicados em populações finitas.

Em 1969, considerando as taxas de substituição de aminoácidos, duplicação de genes e inativação de genes, ele previu que organismos superiores contêm um grande número de genes duplicados e genes não funcionais (agora chamados de pseudogenes ). Esta previsão mostrou-se correta quando muitas famílias multigênicas e pseudogenes foram descobertos nas décadas de 1980 e 1990.

Sua notável contribuição no início dos anos 1970 é a proposta de uma nova medida de distância genética ( distância de Nei) entre populações e seu uso para estudar relações evolutivas de populações ou espécies intimamente relacionadas. Mais tarde, ele desenvolveu outra medida de distância chamada D A , que é apropriada para encontrar a topologia de uma árvore filogenética de populações. Ele também desenvolveu estatísticas para medir a extensão da diferenciação populacional para qualquer tipo de sistema de acasalamento usando a medida G ST . Em 1975, ele e seus colaboradores apresentaram uma formulação matemática dos efeitos de gargalo populacional e esclareceram o significado genético dos efeitos de gargalo. Em 1979, ele propôs uma medida estatística chamada diversidade de nucleotídeos , que agora é amplamente usada para medir a extensão do polimorfismo de nucleotídeos. Ele também desenvolveu vários modelos diferentes de especiação e concluiu que o isolamento reprodutivo entre as espécies ocorre como um processo passivo de acúmulo de mutações de incompatibilidade interespecífica.

Polimorfismo de proteína e teoria neutra

No início dos anos 1960 e 1970, houve uma grande controvérsia sobre o mecanismo de evolução das proteínas e a manutenção do polimorfismo protéico. Nei e seus colaboradores desenvolveram vários métodos estatísticos para testar a teoria neutra da evolução molecular usando dados de polimorfismo. Sua análise da distribuição de freqüência de alelos, a relação entre heterozigosidade média e divergência de proteínas entre as espécies, etc., mostrou que uma grande parte do polimorfismo de proteínas pode ser explicada pela teoria neutra. A única exceção foram os loci do complexo principal de histocompatibilidade (MHC), que mostram um grau extraordinariamente alto de polimorfismo. Por essas razões, ele aceitou a teoria neutra da evolução.

Evolução humana

Usando sua teoria da distância genética, ele e AK Roychoudhury mostraram que a variação genética entre europeus, asiáticos e africanos é apenas cerca de 11% da variação genética total da população humana. Eles então estimaram que europeus e asiáticos divergiram cerca de 55.000 anos atrás e que essas duas populações divergiram dos africanos cerca de 115.000 anos atrás. Esta conclusão foi apoiada por muitos estudos posteriores usando um grande número de genes e populações, e as estimativas parecem ainda estar aproximadamente corretas. Essa descoberta representa a primeira indicação da teoria fora da África das origens humanas.

Filogenética molecular

Por volta de 1980, Nei e seus alunos iniciaram um estudo de inferência de árvores filogenéticas com base em dados de distância. Em 1985, eles desenvolveram um método estatístico para testar a precisão de uma árvore filogenética, examinando a significância estatística dos comprimentos dos ramos internos. Em seguida, desenvolveram os métodos de associação de vizinhos e de evolução mínima de inferência de árvore. Eles também desenvolveram métodos estatísticos para estimar os tempos evolutivos a partir de filogenias moleculares. Em colaboração com Sudhir Kumar e Koichiro Tamura, ele desenvolveu um pacote de programa de computador amplamente usado para análise filogenética chamado MEGA .

Loci MHC e seleção darwiniana positiva

O grupo de Nei inventou um método estatístico simples para detectar a seleção darwiniana positiva, comparando o número de substituições de nucleotídeos sinônimas e substituições de nucleotídeos não-sinônimas. Aplicando este método, eles mostraram que o grau excepcionalmente alto de polimorfismo de sequência em loci MHC é causado por seleção overdominant. Embora vários métodos estatísticos para este teste tenham sido desenvolvidos posteriormente, seus métodos originais ainda são amplamente utilizados.

Novos conceitos evolutivos

Mais informações: Mutacionismo

Nei e seus alunos estudaram os padrões evolutivos de um grande número de famílias multigênicas e mostraram que eles geralmente evoluem seguindo o modelo de um processo de nascimento-morte . Em algumas famílias de genes, esse processo é muito rápido, causado por eventos aleatórios de duplicação e deleção de genes e gera deriva genômica do número de cópias do gene. Nei há muito mantém a visão de que a força motriz da evolução é a mutação, incluindo quaisquer tipos de alterações de DNA (alterações de nucleotídeos, alterações cromossômicas e duplicação do genoma), e que a seleção natural é apenas uma força que elimina genótipos menos adequados (ou seja, a teoria de evolução impulsionada por mutação). Ele conduziu análises estatísticas da evolução de genes que controlam caracteres fenotípicos, como imunidade e recepção olfativa, e obteve evidências que sustentam essa teoria.

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Livros

  • Nei, M. (2013) Mutation-Driven Evolution. Oxford University Press, Oxford.
  • Nei, M. e S. Kumar (2000) Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford University Press, Oxford.
  • National Research Council, (1996) The Evaluation of DNA Forensic Evidence . National Academies Press, Washington DC
  • Roychoudhury, AK e M. Nei (1988) Human Polymorphic Genes: World Distribution. Oxford University Press, Oxford e Nova York.
  • Nei, M. (1987) Molecular Evolutionary Genetics. Columbia University Press, Nova York.
  • Nei, M. e RK Koehn (eds). (1983) Evolution of Genes and Proteins. Sinauer Assoc., Sunderland, MA.
  • Nei, M. (1975) Molecular Population Genetics and Evolution. Holanda do Norte, Amsterdã e Nova York.

Referências

links externos