Masatoshi Nei

(d. 2 Ocak 1931 ö. 18 Mayıs 1923), Temple Üniversitesi Biyoloji Bölümü'nde Carnell Profesörü olarak çalışan Japon asıllı Amerikalı evrim biyoloğudur. 1990'dan 2015'e kadar Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nde Evan Pugh Biyoloji Profesörlüğü ve Moleküler Evrimsel Genetik Enstitüsü Direktörlüğü yapmıştır.

1931'de Japonya'nın Kyūshū Adası'ndaki Miyazaki eyaletinde doğdu. 1969'dan 1972'ye kadar Brown Üniversitesinde doçentlik ve 1972'den 1990'a kadar Houston'da bulunan Teksas Üniversitesi Sağlık Bilimleri Merkezi (UTHealth) Demografi ve Nüfus Genetiği Merkezi'nde popülasyon genetiği profesörülüğü yaptı. Tek başına veya öğrencileriyle çalışarak, moleküler biyolojideki keşifleri dikkate alarak sürekli olarak moleküler evrimin istatistiksel teorilerini geliştirdi. Ayrıca evrim teorisinde mutasyon güdümlü evrim teorisi gibi kavramlar geliştirmiştir.

Nei, matematiksel olarak gen etkileşiminin varlığında, doğal seçilimin her zaman genetik lokuslar arasındaki bağlantı yoğunluğunu artırma veya aynı bağlantı ilişkisini sürdürme eğiliminde olduğunu gösteren ilk kişidir. Ardından genom başına ortalama rekombinasyon değerinin genellikle daha yüksek organizmalarda daha düşük organizmalara göre daha düşük olduğunu gözlemledi ve bu gözlemi bağlantı modifikasyonu teorisine bağlamıştır. Son moleküler veriler, Hox genleri, immünoglobulin genleri ve histon genleri dahil olmak üzere birçok etkileşimli gen setinin genellikle uzun bir evrimsel süreç ile gen kümeleri olarak var olduğunu göstermektedir. Bu gözlemi, onun bağlantı değişikliği teorisiyle de açıklanabilmektedir. Ayrıca, RA Fisher'ın argümanına zıt olarak, zararlı mutasyonların Y kromozomunda oldukça hızlı bir şekilde birikebileceğini veya sonlu popülasyonlarda genleri çoğaltabileceğini gösteren çalışmalar mevcuttur.

1969'da, amino asit ikamesi, gen duplikasyonu ve gen inaktivasyonu oranlarını göz önünde bulundurarak, daha yüksek organizmaların çok sayıda kopya gen ve işlevsel olmayan gen (günümüzde psödogenler olarak adlandırılır) içerdiğini ortaya sürmüştür. 1980'lerde ve 1990'larda birçok multigen ailesi ve sözde gen keşfedildiğinde bu tahmini kanıtlanmıştır.

1970'lerin başındaki dikkate değer katkısı olarak, popülasyonlar arasındaki yeni bir genetik uzaklık (Nei mesafesi olaradak da bilinir) önerisi ve bunun popülasyonların veya yakından ilişkili türlerin evrimsel ilişkilerini incelemek için kullanılması gösterilebilir. Daha sonra, filogenetik bir popülasyon ağacının topolojisini bulmak için uygun olan DA adında başka bir uzaklık ölçüsü geliştirmiştir. Ayrıca, GST ölçüsünü kullanarak herhangi bir çiftleşme sistemi türü için popülasyon farklılaşmasının kapsamını ölçmeye yönelik istatistikler de bir diğer katkısıdır. 1975'te o ve çalışma ekibi, popülasyon darboğaz etkilerinin matematiksel bir formülasyonunu sunarak darboğaz etkilerinin genetik anlamını netleştirdiler. 1979'da, nükleotid polimorfizminin kapsamını ölçmek için şimdi yaygın olarak kullanılan nükleotid çeşitliliği adı verilen istatistiksel bir ölçüm önermiştir. Bunların haricinde birkaç farklı türleşme modeli geliştirmiş ve türler arasındaki üreme izolasyonunun, türler arası uyumsuzluk mutasyonlarının pasif bir birikim süreci olarak gerçekleştiği sonucuna varmıştır.

1960'ların başında ve 1970'lerde, protein evriminin mekanizması ve protein polimorfizminin sürdürülmesi konusunda büyük bir tartışma vardı. Nei ve çalışma arakdaşları, polimorfizm verilerini kullanarak nötr moleküler evrim teorisini test etmek için çeşitli istatistiksel yöntemler geliştirdiler. Alel frekans dağılımı, türler arasındaki ortalama heterozigotluk ve protein farklılaşması arasındaki ilişki gibi ilgili analizleri, protein polimorfizminin büyük bir kısmının nötr teori ile açıklanabileceğini gösterdi. Tek istisna, olağanüstü derecede yüksek derecede polimorfizm gösteren majör histokompatibilite kompleksi (MHC) lokuslarıydı. Bu nedenlerle tarafsız evrim teorisini kabul etmiştir.

Genetik mesafe teorisini kullanarak AK Roychoudhury ile birlikte, Avrupalılar, Asyalılar ve Afrikalılar arasındaki genetik çeşitliliğin, insan popülasyonunun toplam genetik varyasyonunun yalnızca yaklaşık yüzde 11'i kadar olduğunu gösterdi. Daha sonra Avrupalıların ve Asyalıların yaklaşık 55.000 yıl önce ayrıldığını ve bu iki popülasyonun Afrikalılardan yaklaşık 115.000 yıl önce ayrıldığını tahmininde bulundular. Bu sonuç, daha sonradan daha fazla sayıda gen ve popülasyon kullanan birçok çalışma tarafından desteklendi ve tahminler hala kabaca doğru gibi görünmektedir. Bu bulgu, insanlığın kökenine dair Afrika'dan çıkış teorisinin ilk göstergesini temsil etmektedir.

1980 yılı yakınlarında Nei ve öğrencileri, mesafe verilerine dayalı olarak filogenetik ağaçların çıkarımını yapmak için bir çalışma başlattı. 1985'te, iç dal uzunluklarının istatistiksel önemini inceleyerek filogenetik bir ağacın doğruluğunu test etmek için istatistiksel bir yöntem geliştirdiler. Daha sonra komşu birleştirme ve ağaç çıkarımının minimum evrim yöntemlerini, moleküler soyoluşlardan evrimsel zamanları tahmin etmek için istatistiksel yöntemlerini, Sudhir Kumar ve Koichiro Tamura ile işbirliği içinde, filogenetik analiz için yaygın olarak kullanılan MEGA adlı bir bilgisayar programı paketi geliştirdiler.

Nei'nin çalışma grubu, eşanlamlı nükleotit ikameleri ile eşanlamlı olmayan nükleotit ikamelerinin sayılarını karşılaştırarak pozitif Darwinci seçilimi saptamak için Ka/Ks oranı olarak bilinen basit bir istatistiksel yöntem icat etti. Bu yöntemi uygulayarak, MHC lokuslarındaki istisnai derecede yüksek sekans polimorfizminin aşırı baskın seçimden kaynaklandığını gösterdiler. Bu test için daha sonra çeşitli istatistiksel yöntemler geliştirilmiş olsa da orijinal yöntemleri halen yaygın olarak kullanılmaktadır.

Nei ve öğrencileri, çok sayıda çok genli ailenin evrimsel modellerini inceledi ve bunların genellikle bir doğum-ölüm süreci modelini izleyerek geliştiklerini gösterdiler. Bazı gen ailelerinde bu süreç çok hızlıdır. Gen duplikasyonu ve gen silinmesinin rastgele olaylarından kaynaklanır ve gen kopya sayısının genomik kaymasını oluşturur. Nei, her tür DNA değişikliği (nükleotit değişiklikleri, kromozomal değişiklikler ve genom duplikasyonu) dahil olmak üzere evrimin itici gücünün mutasyon olduğu ve doğal seçilimin yalnızca daha az uygun genotipleri ortadan kaldıran bir güç olduğunu gösterdi. (örn. mutasyon güdümlü evrim). Bağışıklık ve koku alımı gibi fenotipik karakterleri kontrol eden genlerin evriminin istatistiksel analizlerini yaptı ve bu teoriyi destekleyen kanıtlar elde etti.