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研究古人类却获得诺贝尔生理学或医学奖 他为何实至名归

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(原标题:研究古人类却获得诺贝尔生理学或医学奖 他为何实至名归)

10月3日,诺贝尔生理学或医学奖揭晓,瑞典科学家斯万特·帕博(Svante Pääbo)独得该奖项。

他的研究既不对战不治之症,也不阐释细胞机制,他的研究对象是几万年前或者几十万年前的人类骸骨。例如从尼安德特人、丹尼索瓦人(古人类的分支,类似于我们熟知的北京人、元谋人等)的化石中提取出基因组信息。

斯万特·帕博(Svante Pääbo)

结果一出,网友纷纷表示出人意料。诺贝尔生理学或医学奖为什么会颁给了古人类的研究学者?和现代医学有多大关系,和现代人的健康有关联吗?

他的研究与你我健康息息相关

“新冠病毒感染后的呼吸衰竭风险与人类3号染色体上的一段基因簇相关,我们的研究显示这段风险基因遗传自尼安德特人,约50%的南亚人、约16%的欧洲人携带该基因。”2020年11月,《自然》期刊发表了帕博团队的这一研究成果。

“不要认为已经灭绝的人种和我们没有关联。”深圳华大生命科学研究院副院长金鑫说,他们的基因留在了现代人体内,现代人的疾病表型,对传染病的应对都与古老的基因相关,有些可能增加患病风险、有些可能有利于健康。因此,对于古老基因的理解,不仅有考古学上的意义,也有很大的现实意义。

对此,金鑫在研究中有过切身体会。2010年,他在研究“为什么藏族汉族有着同一起源,却在高原适应上的能力差异巨大”时,发现了一个跟藏族人高原适应相关的核心基因。

“我们一直解释不了这个基因为什么会出现在藏族基因组中却未出现在汉族基因组中。”金鑫回忆,直到2012年,帕博团队发布了丹尼索瓦人的基因组。在帕博的结果中,金鑫找到了那个与高原反应相关的核心基因,它们百分百一致。


资料图

“这意味着,藏族基因组中的这个基因很可能来自丹尼索瓦人。就这样,毫不相干的研究就这么巧妙衔接起来,共同揭示了进化的秘密!”回忆起当时的科研经历,金鑫仍旧很兴奋:如果没有古人类DNA分子序列的发布,这些“揭秘”想都不会想到,更别提实现了。

他研究的古DNA分子

为现代人起源“一锤定音”

“无论我们怎样提取,得到的十之八九都是出土以来渗入到骨头中的细菌或人类的DNA。”斯万特·帕博在《尼安德特人》中写道,然而1996年的一个深夜,转机来临,他的团队和考古学家一起,在尼安德特人的化石中终于读取出了想要的DNA序列,那些有着特定排序的A、T、C、G正是他们孜孜以求的结果。

这是斯万特·帕博及其团队的主要工作。在金鑫看来,上面提到的以DNA分子为研究对象的研究仍属于遗传学范畴。

“古人类学已有很多学科方法,比如形态学、考古证据、各种各样的假说等,但帕博在古DNA分子水平提供的信息和证据起到了‘一锤定音’的作用。”金鑫解释,帕博的研究利用DNA分子的分析解决了古人类学科中的问题。

在为《尼安德特人》作序时,我国已故古人类学家,中国科学院院士吴新智讲述了帕博及其团队在现代人起源争论方面做出的巨大贡献。吴新智写道:帕博及其科研团队不屈不挠、经历无数沮丧和庆幸,危机和转机、挫折和成就,证明了不仅非洲,而且欧亚大陆的古老型人类也对现代人起源有所贡献,导致主张现代人只源自非洲的“夏娃假说”从此退出历史舞台。

他为古DNA分子

创造了一艘“时光机”

从木乃伊中提取DNA,这样的想法在帕博实现之前几乎被认为是天方夜谭。

痕量、污染、年久变质……让古DNA分子的提取和测序几乎不可能。然而,斯万特·帕博成功地为几十万年前的DNA创造了一艘“时光机”抵达现代。

尼安德特人头骨和斯万特·帕博教授

帕博的学生、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室主任付巧妹在《尼安德特人》的序中写道:30年前,帕博证明DNA可以留存在古人类组织中,他的团队一直在克服技术困难,开发重要手段获取序列。

处理材料、磨掉表面、挖洞、研磨骨粉、提取DNA,这些步骤在帕博的精心设计下起到了“逆转”时间、“摆脱”污染的效果。从零创立新学科,他必须让所有的步骤具有可重复性、固化成规程,并且获得高质量的结果,才能被全世界认可。

“现在基本上全球研究古DNA分子的实验室,都参考借鉴或直接用了从帕博实验室学来的技术。”金鑫表示,人类遗传学的圈子不大,帕博的开放、共享和热心是大家公认的。尼安德特人的基因组刚刚出现之后,很多人感兴趣想要去参与,就给帕博写邮件,他都会非常积极回复并帮助感兴趣的人,也盛情邀请申请者参与。

帕博不仅对不同种群的古人类DNA进行了测序,还构建了学术资源库,集纳大量的关键研究信息,比如古人类的演化和迁徙的重要位点等,供全球科学家们无偿共享。“他建的库现在在整个领域是比较公认的,大家都在用,我们也会用到这个库的数据做分析。”金鑫说。

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