【新智元導讀】2022年諾獎公布了！今年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎頒給了瑞典遺傳學家Svante P??bo，以表彰他在滅絕的古人類基因組和人類進化方面的發(fā)現。

今年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎頒給了這個人——

Svante P??bo

(資料圖片)

獲獎理由：以表彰他在滅絕的古人類基因組和人類進化方面的發(fā)現。

Svante P??bo建立了一門全新的科學學科——古基因組學。

他從化石中提取、測序并繪制了尼安德特人基因組草圖，分析了所有現代人類和已滅絕古代人類的基因差異，他的發(fā)現為探索我們何以成為獨特的人類提供了基礎。

我們從哪來？為什么獨一無二？

Svante P??bo研究的不是別的，正是咱老祖宗的DNA。

這可不簡單。

P??bo和他的團隊發(fā)現了一個數萬年前和咱們熟知的尼安德特人一塊兒生活的一個人類種類。

直接給咱對人類進化的固有理解來了個巨大沖擊。

不過，在介紹他具體的研究之前，有一點前情提要必不可少。

眾所周知，咱們都屬于現代智人?，F代智人創(chuàng)造了一個又一個文明，發(fā)展藝術，研究科技。這些藝能是寫在咱們智人的DNA里的。

雖說智人的DNA大部分都是獨一無二的，但是其中一些重要序列是和尼安德特人等早期人類共享的。

因此，了解我們的基因差異是了解我們之所以為人的關鍵，其重要性不言而喻。

但是，由于遺傳物質是脆弱的，在古代骨骼中發(fā)現的大多數DNA都是高度退化的，而且還帶有污染。

P??bo教授正是從這里切入。他通過多年堅持不懈的努力，開發(fā)了一系列新技術，使得提取、復制和讀取破碎的DNA以重建原始基因組內容成為可能。

順便，在這個過程中，他還建立了古基因組學這門嶄新的科學學科。

P??bo和他的同事們做出了一系列開創(chuàng)性的新發(fā)現。其中包括在第一個人類基因組公布后，不到十年時間，就對尼安德特人的整個基因組進行了測序，并發(fā)現了一種新型的古人類——丹尼索瓦人。

他們是尼安德特人的一個姐妹群體。

團隊的發(fā)現表明，現代人與尼安德特人和丹尼索瓦人在很大程度上交融在一起。從他們那里獲得的一些古代基因變體會更加頻繁地出現在某些現代人口中。

這些基因的發(fā)現就能幫助科學家解釋一些問題。比如說，為什么有些人更善于抵御某些病毒，又為什么有些人更適應在高海拔地區(qū)生活等等。

這里還有一點要注意。發(fā)現丹尼索瓦人是個很了不起的成就。但是研究方法上的創(chuàng)新更值得咱關注。

此前，幾乎所有從古代遺跡中提取的DNA都只能被降解成小片段。高度脆弱的DNA分子還受到高溫、土壤中的酸度和其他惡劣條件的強烈影響。

雪上加霜的是，微生物，甚至是處理化石的研究人員，會用他們自己的DNA污染化石，這使得研究人員很難區(qū)分遺骸中哪些遺傳信息是真正來自古代的，哪些是被污染的。

拼湊一個古老的基因組就像試圖拼湊一個復雜的拼圖——其中還有缺失和被破壞的部分。

最離譜的是，咱們拼圖都是拿著最終的成品圖對著拼的，研究人員可沒有。

P??bo和他的同事們通過新的測序技術和先進的計算分析方法，在一個國際合作小組的幫助下，證明了對4萬年前的骨頭進行DNA測序是有可能的。

2010年，他和他的小組發(fā)表了尼安德特人基因組的第一個完整序列，而在此之前，這被認為是不可能完成的事。

尼安德特人的基因組填充了我們古代祖先歷史中的一個缺失部分。P??bo的研究結果顯示，尼安德特人和智人之間存在著基因流動，這意味著他們曾經交融在一起并生育了孩子。

通過比較這些不同人類物種的基因組，P??bo小組估計，現代人大約在55萬至76萬年前從更古老的人類中分裂出來，而尼安德特人和丹尼索瓦人在38萬至47萬年前分裂成不同的群體。

尼安德特人相信大家都不陌生。

他們是最接近現代人類的祖先，大約在3萬至4萬年前滅絕。至于為什么他們和丹尼索瓦人消失了，而智人卻占了上風，仍然是一個重大的謎。

目前主流的理論是，智人發(fā)展到一定規(guī)模的族群后，尼安德特人和丹尼索瓦人被同化了。

尼安德特人DNA與重癥新冠有關

Svante P??bo的研究對于現代醫(yī)學上也極具意義。

比如斯萬特·帕博在2021年領導了一項研究 A genomic region associated with protection against severe COVID-19 is inherited from Neandertals，發(fā)現：

導致重癥的一些基因片段便來自于尼安德特人，其中約50%的南亞和16%的歐洲人攜帶著這些片段，而非洲和東亞則不存在。

研究：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2026309118

通過分析2000名新冠病?；颊?，比起對照組，發(fā)現重癥族群身上少了來自尼安德塔人的基因信息。

Paabo指出，這種特定的尼安德特人單倍型在孟加拉國人中最為普遍，在那里，估計63%的人攜帶了這種單倍型的一個拷貝。

但同時12號染色體上rs1156361點位的尼安德特人類型的突變可以降低新冠重癥率22%的風險，這個類型在非洲以外的人群中存在普遍的分布。

尼安德特人單倍型對新冠重癥具有保護作用的等位基因的地理分布

所以說古人類的DNA也有助于幫助人類了解我們身上的某些疾病風險升高的遺傳因素是哪里來的，這對于疾病的預防有重要的作用。

父子雙得諾貝爾獎，竟是私生子

誰曾想，67歲的Svante P??bo能夠在自己領域取得巨大成就，是受到父親的深刻影響。

更重要的是，他的父親Sune Bergstr?m是瑞典生物化學家，因發(fā)現前列腺素成為1982諾貝爾生物獎得主。

P??bo曾表示，自己的父親啟發(fā)了他從事生命科學，直到后來，他才揭示了這種父親的靈感是多么奇怪。

P??bo在出版的尼安德特人：尋找失落的基因組（Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes）一書中曾坦率回憶了自己的故事。

注：本書講述了P??bo對生活在歐洲和近東的尼安德特人DNA的探索。此書以回憶錄的形式寫成，暢談了其25年來的研究歷程

他是Sune Bergstr?m的秘密私生子。

而P??bo從小便由母親Karin P??bo，一位愛沙尼亞化學家，獨立撫養(yǎng)長大?？梢钥闯?，P??bo便是隨了母姓。

P??bo曾提到，「他（父親）只會在周六來看我們」。有趣的是，Bergstr?m對此一直保密，其正妻對P??bo的存在也是一無所知。

「老實說，現在看來也是蠻奇怪的」。

直到2005年Sune Bergstr?m去世，那時P??bo的同父異母的兄弟才知道他的存在。

追隨著父親的腳步，P??bo學習了生物化學，并獲得烏普薩拉大學博士學位，因為他利用 DNA 研究來研究腺病毒的一種蛋白質。腺病毒是一種常見的病毒，會引起類似感冒的癥狀。

但他長期以來一直對木乃伊著迷，他在回憶錄中寫道，「我對古埃及的浪漫迷戀揮之不去。」

此外，他的妻子Linda Vigilant是一位靈長類學科學家，并在婚后有一子一女。他還在自傳中坦言自己是雙性戀者。

過去7年得主名單

2021年：美國科學家David Julius、Ardem Patapoutian獲獎，獲獎理由是「發(fā)現溫度和觸覺的受體」。

2020年：美英三位科學家Harvey J. Alter、Michael Houghton、Charles M. Rice獲獎，獲獎理由是「發(fā)現丙型肝炎病毒」。

2019年：美英三位科學家William G. Kaelin Jr、Sir Peter J. Ratcliffe和Gregg L. Semenza獲獎，獲獎理由是「發(fā)現了細胞如何感知和適應氧氣的可用性」。

2018年：美國科學家James P. Allision和日本科學家Tasuku Honjo獲獎，獲獎理由是「發(fā)現了抑制負面免疫調節(jié)的癌癥療法」。

2017年：三位美國科學家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young獲獎，獲獎理由是「發(fā)現了調控晝夜節(jié)律的分子機制」。

2016年：日本科學家Yoshinori Ohsumi獲獎，獲獎理由是「發(fā)現了細胞自噬機制」。

2015年：中國科學家屠呦呦獲獎，獲獎理由是「有關瘧疾新療法的發(fā)現」；

另外兩位獲獎科學家為愛爾蘭的William C. Campbell和日本的Satoshi ōmura，獲獎理由是「有關蛔蟲寄生蟲感染新療法的發(fā)現」。

參考資料：

https://www.quantamagazine.org/extinct-human-genomes-studies-win-nobel-prize-for-medicine-2022-20221003/

https://www.theguardian.com/science/2014/feb/15/svante-paabo-dna-neanderthal-genetics

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2022/press-release/

關鍵詞： 尼安德特人 研究人員 人類進化