根井正利

根井 正利

集団遺伝学と進化生物学の分野で国際的に活躍した根井正利（ねい まさとし、1931-2023）は、分子生物学の進歩をいち早く理論に取り込み、分子レベルでの進化現象を解明するための革新的な統計的手法や理論概念を数多く生み出した研究者です。日本で基礎を学び、主にアメリカ合衆国で研究活動を展開。ペンシルベニア州立大学教授として、分子進化遺伝学研究所の所長も務め、多くの後進を育成しました。

研究の軌跡と主要な貢献

根井博士の研究は、最先端の分子生物学の知見を背景に、分子進化のプロセスを統計学的に解析することに重点が置かれました。単独あるいは共同研究を通じて、分子進化の分野に新たな視点をもたらす理論と手法を開発しました。

集団遺伝学における理論構築

遺伝子間に相互作用が存在する場合、自然選択がどのように遺伝子座の連鎖関係に影響を与えるかを数学的に初めて証明しました。また、ゲノム全体の組換え率が、概して高等生物よりも下等生物で高いことを発見し、これは自然選択が相互作用のある遺伝子間の連鎖を強める傾向による可能性を指摘しました。Hox遺伝子や免疫グロブリン遺伝子のような相互作用を持つ遺伝子クラスターがゲノム上で長く維持されることも、この連鎖維持の法則によって説明されるとしています。

有害な突然変異が蓄積しやすい場所についても独自の理論を展開。R. A. フィッシャーの説とは異なり、集団サイズが有限である場合、Y染色体や重複遺伝子に多く蓄積することを証明しました。さらに、1969年にはアミノ酸置換、遺伝子重複、機能喪失の速度を考慮し、高等生物に多くの重複遺伝子や機能を持たない遺伝子（偽遺伝子）が存在することを予測。この予測は当時あまり注目されませんでしたが、後に多重遺伝子族や偽遺伝子の発見によってその正しさが裏付けられました。

集団間の遺伝的距離を測る尺度として、1970年代初頭に根井の距離を考案しました。これは集団や近縁種の進化的関係を研究する上で非常に有用であることが示され、分子集団遺伝学や分子生態学の分野で今日でも広く利用されています。系統樹作成に適したDA距離や、交配様式にかかわらず集団分化の程度を測るGST尺度も開発しました。また、集団のびん首効果が集団の遺伝的変異に与える影響を数式化し、生物学的な意味を明らかにしました（1975年）。

進化の中立説の検証

1960年代から70年代にかけて、タンパク質の進化や多型維持のメカニズムに関する論争が活発だった時期に、根井博士はタンパク質多型のデータを用いて進化の中立説を統計的に検証する多様な手法を開発しました。多くの生物種について膨大な遺伝子データを解析し、対立遺伝子頻度分布や種間のヘテロ接合度などを指標に、中立進化説が概ね妥当であることを実証。ただし、主要組織適合遺伝子複合体（MHC）遺伝子座のような例外的に高い多型を示すケースでは、超優性選択が働いていることを示しました。これらの研究成果は、進化の中立説が分子進化の主要なパターンを説明することを支持する上で重要な役割を果たしました。

人類進化の解明

自身が開発した遺伝距離の理論を応用し、人類集団の遺伝的構造を分析しました。A. K. Roychoudhuryとの共同研究で、ヨーロッパ人、アジア人、アフリカ人の間の遺伝的変異が、人類集団全体の遺伝的変異のわずか11%に過ぎないことを示し、これは同年にR. C. Lewontinが発表した結果とも一致しました。さらに、ヨーロッパ人とアジア人は約55,000年前に、両集団はアフリカ人とは約115,000年前に分岐したと推定。この結論は、その後の多くの遺伝子・集団を用いた研究によって支持され、現生人類のアフリカ起源説を分子データで裏付ける初期の重要な研究となりました。

分子系統学の発展

1980年代からは、距離データに基づいた系統樹推定法の研究にも取り組みました。系統樹の正確さを統計的に評価する手法を考案し、続いて近隣結合法（Neighbor-Joining method）や最小進化法（Minimum Evolution method）といった系統樹構築手法を開発しました。近隣結合法は、その計算効率と精度から、現在でも分子系統樹作成において最も広く用いられている手法の一つです。また、分子系統樹を用いて進化年代を推定する統計的手法も開発しました。

さらに、Sudhir Kumarや田村浩一郎らとともに、系統樹データ解析のためのユーザーフレンドリーなコンピュータープログラムパッケージMEGA (Molecular Evolutionary Genetics Analysis)を開発しました。MEGAは世界中の研究者に広く利用されており、分子進化・系統学研究のインフラストラクチャーとして貢献しています。

突然変異主導進化説の提唱

多くの多重遺伝子族の進化パターンを詳細に研究する中で、それらが一般に出生死亡過程モデルに従って進化することを示しました。これは、遺伝子の重複や欠失がランダムに起こり、遺伝子のコピー数がダイナミックに変動する「ゲノム浮動」を引き起こすことを意味します。この観察に基づき、根井博士は進化の原動力は様々な遺伝的変異を生み出す「突然変異」であり、自然選択は適応度の低い遺伝子型を排除する役割にすぎないとする突然変異主導進化説（mutation-driven evolution）、あるいは新突然変異説（neomutationism）を提唱しました。嗅覚受容体遺伝子などの解析結果がこの説を支持する例として挙げられています。

学術界への貢献と後進育成

研究活動に加え、分子進化分野の発展のために学術基盤の整備にも尽力しました。1983年にはウォルター・M・フィッチと共に国際的な学術雑誌『Molecular Biology and Evolution』を創刊し、1993年には国際学会Society for Molecular Biology and Evolutionを設立しました。これらの組織は、分子進化分野の研究者が交流し、成果を発表する重要な場となっています。

また、ペンシルベニア州立大学などで多くの大学院生やポスドクを指導しました。その中には、Margaret Kidwell, Wen-Hsiung Li, Takashi Gojobori, Naruya Saitou, Sudhir Kumarなど、後に進化生物学分野で重要な役割を果たす多くの研究者がいます。指導者としても、次世代の研究者を育てる上で多大な貢献をしました。

受賞と栄誉

根井博士は、その傑出した学術的功績に対して数多くの賞を受賞しています。主なものに、日本人類遺伝学会大賞（1977年）、日本遺伝学会木原賞（1990年）、国際生物学賞（2002年）、米国遺伝学会トーマス・ハント・モーガン・メダル（2006年）、そして京都賞基礎科学部門（2013年）などがあります。また、アメリカ芸術科学アカデミーや全米科学アカデミーの会員に選ばれるなど、国内外で高い評価を受けました。

人物

宮崎県に生まれた根井博士は、少年時代に不慮の事故で左目の視力を失うという困難を経験しました。高校で優秀な成績を収めながらも、家業（農業）を継ぐことを望む父親を担任教師が説得し、地元の大学への進学を叶えたというエピソードは、その強い探求心と周囲の支援を示しています。

結び

根井正利博士は、分子進化遺伝学という比較的新しい学問分野において、数多くの理論と解析手法を開発し、分子レベルでの進化プロセスの理解に革命をもたらしました。根井の距離や近隣結合法、ソフトウェアMEGAなどは、今なお世界の研究者が日常的に利用するツールであり、その研究成果は中立説の受容や人類進化の解明に大きく貢献しました。学術雑誌・学会の創設や後進の育成を通じて、この分野の発展の礎を築いた、まさしく巨星でした。

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