Мото Кімура

Фотографія Мото Кімура (photo Moto Kimura)

Moto Kimura

  • День народження: 13.11.1924 року
  • Вік: 70 років
  • Дата смерті: 13.11.1994 року
  • Громадянство: Японія

Біографія

Японський біолог, який здобув широку популярність після публікації в 1968 році своєї теорії нейтральної еволюції, яка зробила його одним з найвпливовіших популяційних генетиків. Він також відомий в генетиці завдяки введенню прогресивного використання дифузійних рівнянь для розрахунку ймовірностей закріплення корисних, шкідливих і нейтральних алелей. Об’єднавши теоретичну популяційну генетику з даними молекулярної еволюції, він розвинув нейтральну теорію молекулярної еволюції, в якій генетичний дрейф виступає найважливішим фактором зміни частоти алелів у популяції.

Кімура народився в місті Окадзакі, префектура Айті. C ранніх років він цікавився ботанікою, хоча також був сильний в математиці (вивчав геометрію та інші розділи математики протягом тривалого одужання після харчового отруєння). Після вступу до університету в Нагої, Кімура зосередився на морфології та цитології рослин; він працював в лабораторії М. Кумадзавы, вивчаючи хромосомну структуру лілії. З Кумадзавой він також виявив, як зв’язати свої інтереси в ботаніці та математики: в біометрії.

З-за Другої світової війни Кімура змушений був залишити університет в Нагої і в 1944 році перебрався до Кіотський імператорський університет. За порадою видатного популяційного генетика Hitoshi Кихары, Кімура почав займатися курсом ботаніки, а не цитології, тому що ботаніка вивчалася на факультеті природничих наук, а не сільського господарства. Це дозволило йому уникнути військового обов’язку. Після війни він приєднався до лабораторії Кихары, де досліджував введення чужорідних хромосом в тканини рослин і вивчав основи популяційної генетики. У 1949 році Кімура приєднався до досліджень Національного інституту генетики в Мисиме, префектура Сідзуока. У 1953 році він опублікував свою першу роботу з популяційної генетики (яка стала дуже впливовою), що описує «ступеневу» модель популяційної структури. Після зустрічі з американським генетиком Дунканом МакДональдом Кімура влітку 1953 року зміг поступити в аспірантуру університету штату Айова.

Кімура швидко переконався, що університет Айови занадто обмежений; він перебрався вуниверситет Вісконсіна, де працював над стохастичними моделями з Джеймсом Ф. Кроу, і приєднався до спільноти генетиків-однодумців, серед яких були Ньютон Мортон і Сьюелл Райт. Незадовго до закінчення аспірантури Кімура виступив на симпозіумі лабораторії Колд Спрінг Харбор; хоча деякі змогли зрозуміти його (через математичної складності і поганого вимови Кімури), доповідь викликала похвалу Райта, а пізніше Джона Б. С. Холдейна. Будучи завершеною, робота включала загальну модель генетичного дрейфу, яка погодила складні алелі, відбір, міграцію і мутації так само добре, як деякі роботи, які ґрунтуються на фундаментальній теоремі природного відбору Роналда А. Фішера. Він також розвинув роботу Райта з рівнянням Фоккера — Планка, ввівши зворотне рівняння Колмогорова в популяційну генетику, що дозволило розраховувати ймовірності закріплення генів у популяції. Він став доктором філософії в 1956 році, після чого повернувся до Японії (де залишався до кінця свого життя, працюючи в Національному університеті генетики).

Кімура працював в широкому спектрі проблем популяційної генетики, часто співпрацюючи з Такео Маруямой. Він запропонував моделі «нескінченної алелі» і «нескінченного сайту» для вивчення генетичного дрейфу; обидві використовуються як поле молекулярної еволюції при вирощуванні ряду корисних пептидів і генетичних послідовностей. Він також створив «сходовий» модель, яка може бути використана в электрофорезных дослідженнях, де гомологічні білки розрізняються одиничними зарядами. У 1961 році він написав важливу оглядову статтю, торкалася суперечностей навколо генетичного вантажу.

У 1968 році відбувся поворот у кар’єрі Кімури. У цьому році він запропонував нейтральну теорію молекулярної еволюції, ідея якої в тому, що на молекулярному рівні більшість генетичних змін несуть нейтральний характер по відношенню до природного відбору, що робило генетичний дрейф головним фактором еволюції. Область молекулярної біології стрімко розширювалася, разом з тим зростало напруження між захисниками розширення редукціонізму та його противниками. Нейтральна теорія відразу стала полемічної, отримавши підтримку багатьох молекулярних біологів і неприйняття багатьох еволюціоністів.

Кімура витратив більшу частину життя, розробляючи і захищаючи нейтральну еволюцію. Як тільки нові експериментальні технології та генетичні знання ставали доступними, Кімура розширював межі нейтральної теорії і створював математичні методи для її перевірки. У 1973 році його студент Томоко Ота розробив більш загальну версію теорії, яка враховувала великий обсяг незначно шкідливих мутацій. У 1983 році Кімура опублікував монографію з нейтральною теорії, «The Neutral Theory of Molecular Evolution», а також працював над популяризацією теорії. Хоча складні перевірки зіштовхували теорію з селективними гіпотезами, нейтральна теорія стала частиною сучасного підходу в молекулярній біології.

1992 році Кімура був удостоєний Королівським товариством Дарвінівської медалі і протягом року став іноземним членом. Він був одружений на Хіроко Кімура. У них була одна дитина, син, Акіо, і внучка, Ханако.

Основні праці

* 1950: The theory of the chromosome substitution between two different species

* 1953: «Stepping-stone model of population Annual» Report of the National Institute of Genetics

* 1954: Process leading to quasi-fixation of genes in natural populations due to random fluctuation of selection intensities

* 1955: Solution of a process of random genetic drift with a continuous model

* 1955: Stochastic Processes and distribution of gene frequencies under natural selection

* 1962: On the probability of fixation of mutant genes in a population

* 1963: The measurement of effective population number

* 1964: The number of alleles that can be maintained in a finite population

* 1964: Diffusion Models in Population Genetics

* 1965: A stochastic model concerning the maintenance of genetic variability in quantitative characters

* 1968: Evolutionary Rate at the Level Molecular

* 1969: The number of heterozygous nucleotіde sites maintained in a finite population due to steady flux of mutations

* 1969: The average number of generations until fixation of a mutant gene in a finite population

* 1971: Theoretical foundation of population genetics at the level molecular

* 1973: A model of mutation appropriate to estimate the number of electrophoretically detectable alleles in a finite population

* 1983: The Neutral Theory of Molecular Evolution

* 1991: The neutral theory of molecular evolution: a review of recent evidence