关注诺贝尔生理学或医学奖 | 遗传学家获了“医学奖”，意义何在？

我们从何而来？是什么使我们成为独一无二的人类？北京时间10月3日17时33分，2022年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。瑞典遗传学家斯万特·帕博（Svante Pääbo）获奖，以表彰他“在灭绝古人类基因组和人类进化方面的发现”。他建立了一门全新的科学学科——古基因组学，为人类探索自身的独特之处奠定了基础。

明确史前人类和现代智人的“亲戚”关系

“帕博博士的研究破解了已经灭绝的尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组，提高了我们人类对自身进化历史的认识，大大丰富了我们对史前人类演化历史的认知。”广州大学生命科学学院博士生导师何锴教授告诉记者，此前，绝大部分的古人类研究主要是基于形态学开展的，研究人员会去比较化石和现代人形态上的异同。但是，基于形态学开展的研究，往往提供的是一些“假说”，这些“假说”并未得到实质性的检验。比如，即使是两个进化上差异很大的物种，由于生活在相同或相似的环境，他们的形态在进化过程中会逐渐靠近。而对于不反应到形态上的特征，比如生理和遗传层面上的差异，形态学就无能为力了。

“而帕博团队，开创性地使用了古基因组学的研究方法。他们直接从几千至几十万年的化石材料中提取DNA，并且进行基因组测序，这一技术可以测不超过100万年的古DNA。他们的研究证实，尼安德特人是早期智人的一种，并且在研究过程中，发现了另外一个灭绝的支系，就是丹尼索瓦人。”何锴介绍，这些发现还原了几千至几十万年前，欧亚大陆古人类的分布和遗传信息。

“很重要的是，他们还发现了这些灭绝的古人类与我们智人祖先存在基因交流，他们的基因组对我们现代人类的遗传多样性存在一定的贡献，尽管这个贡献度只有百分之几，而且并不是均匀分布于所有的人群，比如说，尼安德特人对现代非洲人的基因组就没有贡献。”何锴说。

向更古老祖先追溯有丰富的想象空间

古人类的演化一直是人们关注的领域。

“向更古老的祖先追溯，直立人可能是我们和尼安德特人等的共同祖先，帕博团队正在开展相关研究工作。” 中国科学院昆明动物研究所博士生导师张晓明提出，解密早期直立人、晚期直立人的基因组和演化历史，可以直接和智人早期和晚期的遗传关联，将所有的线索进行串联，帮助我们更好地理解智人的演化。

“除了尼安德特人之外，丹尼索瓦人的研究工作做的还比较少。因为丹尼索瓦人的分布主要是在欧亚大陆的东部，中国也有不少丹尼索瓦人的化石。”张晓明介绍，基于现有的信息，丹尼索瓦人似乎有非常丰富的遗传分化，而且丹尼索瓦人对现代智人的基因组同样是有贡献的。

此外，欧亚大陆还有其他古人类，特别是在30万年前到10万年前之间，中国有丰富的古人类化石。“无论他们是否是我们已知的古人类、现代人类，还是未知的类群，揭示他们的基因组，才能够解读古人类和现代人类的关系，这方面的潜力和想象空间非常大。” 何锴说。

解密人类之外的灭绝物种的遗传信息，是几年前开始兴起的研究热门领域。

“这其实是将古DNA技术应用到其他灭绝生物，包括古动物和古植物等。同时这些技术也被应用到考古学，用来揭示人类遗址的动植物物种多样性，还原古人类生活的自然和生物环境。”张晓明还提出，由于DNA存在一定的半衰期，所以古DNA的研究是有时间上限的，这个上限大致是100万年。相对于DNA来说，蛋白质能够保存更长时间，所以最近关于古蛋白质的研究将能够帮助我们跨过100万年这个门槛，揭示更早的古人类及其他动物的演化。

为探索人类疾病的分子机制提供新视角

“在没有尼安德特人基因组之前，我们能找到的和人类关系最密切、有遗传信息的生物种，是黑猩猩和倭黑猩猩。但是当我们找到人类和黑猩猩的某个基因存在差异的时候，很难判断这是随机突变的结果，还是适应性进化的产物。但是尼安德特人、丹尼索瓦人基因组的解析，为我们研究人类的独特性提供了一个更准确的参照系。”何锴解释，“换句话说，我们只需要找智人和尼安德特人的差异就可以了，这就大大减少了基因筛选的工作量。”

何锴举了个例子，今年9月《科学》期刊刊登了一篇论文（帕博也是作者之一），研究人员发现智人的一个基因TKTL1（转酮醇化酶）和尼安德特人相比，在第317位氨基酸存在一个碱基替换。“这是科学家发现的为数不多的、和神经发育相关的基因存在氨基酸替换。而这单个氨基酸替换，会增加放射状胶质细胞的数量，促进大脑额叶中基底神经祖细胞的丰度，促进现代人类大脑皮层产生更多的神经元。”

“而且这些研究为医学疾病分子机制的探索提供了另外一种思路和外部视角。有些我们现在看起来是有害的基因突变，在早期人类演化过程中，可能是为了适应某种特殊的环境而产生的，在当时是对人类祖先生存繁衍有利的突变。这也提示我们，在寻找疾病致病机理和治疗方案的时候，我们也许可以从其他生物身上去寻找线索。”何锴说。

“基础科学研究，虽然不能直接指导临床研究，但是会帮助我们构建牢固的科学知识体系。就好像地基和楼房的关系，只有地基扎实，楼房才不容易倒。比如，只有当我们知道DNA双螺旋结构之后，才有可能理解遗传疾病的遗传属性和发病机理。我们现在还不能解决阿尔兹海默病，很大程度上就是因为我们还未能完全理解大脑发育和大脑功能的分子机制。”何锴强调，“新的科学知识和技术的积累，不是一蹴而就的。”

来源：健康报记者 王潇雨

编辑：杨真宇

校对：马杨

审核：徐秉楠 闫龑