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科技日報

10月3日，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎揭曉，瑞典科學(xué)家斯萬特·帕博（Svante P??bo）獨(dú)得該獎項(xiàng)。

他的研究既不對戰(zhàn)不治之癥，也不闡釋細(xì)胞機(jī)制，他的研究對象是幾萬年前或者幾十萬年前的人類骸骨。例如從尼安德特人、丹尼索瓦人（古人類的分支，類似于我們熟知的北京人、元謀人等）的化石中提取出基因組信息。

(資料圖片僅供參考)

斯萬特·帕博（Svante P??bo）

結(jié)果一出，網(wǎng)友紛紛表示出人意料。諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎為什么會頒給了古人類的研究學(xué)者？和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)有多大關(guān)系，和現(xiàn)代人的健康有關(guān)聯(lián)嗎？

他的研究與你我健康息息相關(guān)

“新冠病毒感染后的呼吸衰竭風(fēng)險與人類3號染色體上的一段基因簇相關(guān)，我們的研究顯示這段風(fēng)險基因遺傳自尼安德特人，約50%的南亞人、約16%的歐洲人攜帶該基因。”2020年11月，《自然》期刊發(fā)表了帕博團(tuán)隊(duì)的這一研究成果。

“不要認(rèn)為已經(jīng)滅絕的人種和我們沒有關(guān)聯(lián)。”深圳華大生命科學(xué)研究院副院長金鑫說，他們的基因留在了現(xiàn)代人體內(nèi)，現(xiàn)代人的疾病表型，對傳染病的應(yīng)對都與古老的基因相關(guān)，有些可能增加患病風(fēng)險、有些可能有利于健康。因此，對于古老基因的理解，不僅有考古學(xué)上的意義，也有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

對此，金鑫在研究中有過切身體會。2010年，他在研究“為什么藏族漢族有著同一起源，卻在高原適應(yīng)上的能力差異巨大”時，發(fā)現(xiàn)了一個跟藏族人高原適應(yīng)相關(guān)的核心基因。

“我們一直解釋不了這個基因?yàn)槭裁磿霈F(xiàn)在藏族基因組中卻未出現(xiàn)在漢族基因組中。”金鑫回憶，直到2012年，帕博團(tuán)隊(duì)發(fā)布了丹尼索瓦人的基因組。在帕博的結(jié)果中，金鑫找到了那個與高原反應(yīng)相關(guān)的核心基因，它們百分百一致。

“這意味著，藏族基因組中的這個基因很可能來自丹尼索瓦人。就這樣，毫不相干的研究就這么巧妙銜接起來，共同揭示了進(jìn)化的秘密！”回憶起當(dāng)時的科研經(jīng)歷，金鑫仍舊很興奮：如果沒有古人類DNA分子序列的發(fā)布，這些“揭秘”想都不會想到，更別提實(shí)現(xiàn)了。

他研究的古DNA分子

為現(xiàn)代人起源“一錘定音”

“無論我們怎樣提取，得到的十之八九都是出土以來滲入到骨頭中的細(xì)菌或人類的DNA。”斯萬特·帕博在《尼安德特人》中寫道，然而1996年的一個深夜，轉(zhuǎn)機(jī)來臨，他的團(tuán)隊(duì)和考古學(xué)家一起，在尼安德特人的化石中終于讀取出了想要的DNA序列，那些有著特定排序的A、T、C、G正是他們孜孜以求的結(jié)果。

這是斯萬特·帕博及其團(tuán)隊(duì)的主要工作。在金鑫看來，上面提到的以DNA分子為研究對象的研究仍屬于遺傳學(xué)范疇。

“古人類學(xué)已有很多學(xué)科方法，比如形態(tài)學(xué)、考古證據(jù)、各種各樣的假說等，但帕博在古DNA分子水平提供的信息和證據(jù)起到了‘一錘定音’的作用。”金鑫解釋，帕博的研究利用DNA分子的分析解決了古人類學(xué)科中的問題。

在為《尼安德特人》作序時，我國已故古人類學(xué)家，中國科學(xué)院院士吳新智講述了帕博及其團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)代人起源爭論方面做出的巨大貢獻(xiàn)。吳新智寫道：帕博及其科研團(tuán)隊(duì)不屈不撓、經(jīng)歷無數(shù)沮喪和慶幸，危機(jī)和轉(zhuǎn)機(jī)、挫折和成就，證明了不僅非洲，而且歐亞大陸的古老型人類也對現(xiàn)代人起源有所貢獻(xiàn)，導(dǎo)致主張現(xiàn)代人只源自非洲的“夏娃假說”從此退出歷史舞臺。

他為古DNA分子

創(chuàng)造了一艘“時光機(jī)”

從木乃伊中提取DNA，這樣的想法在帕博實(shí)現(xiàn)之前幾乎被認(rèn)為是天方夜譚。

痕量、污染、年久變質(zhì)……讓古DNA分子的提取和測序幾乎不可能。然而，斯萬特·帕博成功地為幾十萬年前的DNA創(chuàng)造了一艘“時光機(jī)”抵達(dá)現(xiàn)代。

尼安德特人頭骨和斯萬特·帕博教授

帕博的學(xué)生、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所古DNA實(shí)驗(yàn)室主任付巧妹在《尼安德特人》的序中寫道：30年前，帕博證明DNA可以留存在古人類組織中，他的團(tuán)隊(duì)一直在克服技術(shù)困難，開發(fā)重要手段獲取序列。

處理材料、磨掉表面、挖洞、研磨骨粉、提取DNA，這些步驟在帕博的精心設(shè)計(jì)下起到了“逆轉(zhuǎn)”時間、“擺脫”污染的效果。從零創(chuàng)立新學(xué)科，他必須讓所有的步驟具有可重復(fù)性、固化成規(guī)程，并且獲得高質(zhì)量的結(jié)果，才能被全世界認(rèn)可。

“現(xiàn)在基本上全球研究古DNA分子的實(shí)驗(yàn)室，都參考借鑒或直接用了從帕博實(shí)驗(yàn)室學(xué)來的技術(shù)。”金鑫表示，人類遺傳學(xué)的圈子不大，帕博的開放、共享和熱心是大家公認(rèn)的。尼安德特人的基因組剛剛出現(xiàn)之后，很多人感興趣想要去參與，就給帕博寫郵件，他都會非常積極回復(fù)并幫助感興趣的人，也盛情邀請申請者參與。

帕博不僅對不同種群的古人類DNA進(jìn)行了測序，還構(gòu)建了學(xué)術(shù)資源庫，集納大量的關(guān)鍵研究信息，比如古人類的演化和遷徙的重要位點(diǎn)等，供全球科學(xué)家們無償共享。“他建的庫現(xiàn)在在整個領(lǐng)域是比較公認(rèn)的，大家都在用，我們也會用到這個庫的數(shù)據(jù)做分析。”金鑫說。

標(biāo)簽： 尼安德特人 諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎 一錘定音