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诺奖问答:为什么是斯万特·帕博?

来源:蝌蚪五线谱2022-10-05 17:33

  大家可以读一下他的自传《尼安德特人》。

诺奖问答:为什么是斯万特·帕博?

  在上世纪90年代,随着DNA测序技术的兴起,分子人类学逐渐形成一门正式的学科,非洲以外的现代人走出非洲的起源理论逐渐形成。

    而斯万特·帕博则是对欧亚大陆的尼安德特人和丹尼索瓦人化石的古DNA进行测序,发现今天现代人的体内同样含有这些已经灭绝的古人类的遗传片段,从而提出了现代人走出非洲后与这些古人类存在杂交的情况。在此之前,尼安德特人一直被认为是一类灭绝的与现代人没有关系的古人类,而丹尼索瓦人的发现则来自于分子人类学的研究,而不是体质人类学物种确定。

  可以说,今天分子人类学的发展,离不开斯万特·帕博对于这个学科的奠基性工作。

  当然我个人对于分子人类学能拿到诺贝尔生理学或医学奖还是比较惊讶的,毕竟觉得这是一个很理论性的研究方向,好像和健康关系不大。

  但是仔细想想,人类今天有很多遗传上的疾病影响因素就来自于尼安德特人和丹尼索瓦人,可能考虑到这一点,确实研究这些古人类还是对现代人的疾病预防有影响的。

  比如在新冠疫情刚开始的2020年,斯万特·帕博就领导了一项研究,发现导致症状更严重的一些片段是来自于尼安德特人,约50%的南亚和16%的欧洲人携带着这些片段。[1]

诺奖问答:为什么是斯万特·帕博?

rs35044562尼安德特人单倍型的地理分布

图片来源:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2818-3

  但同时12号染色体上rs1156361点位的尼安德特人类型的突变可以降低新冠肺炎重症率22%的风险,这个类型在非洲以外的人群中存在普遍的分布。[2]

    诺奖问答:为什么是斯万特·帕博?

    rs1156361尼安德特人单倍型的地理分布

    图片来源:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2026309118

  所以说研究古人类的古DNA,除了知道我们是怎么来的以外,也可以了解导致我们身上的某些疾病风险升高的遗传因素是哪里来的,这对于疾病的预防有重要的作用。

  很多人觉得这次诺贝尔生理学或医学奖颁给古人类的DNA研究出乎意料,但仔细想想,对于这样的开创性工作,具有深远影响的工作,这个奖项也算是实至名归,至于是否有国籍、父亲、单位的加持,这个也没人知道。

  那么为什么尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组研究如此重要,这是我个人的一些见解:

  1.打破纯粹的人类走出非洲模式

  我们知道,今天非洲以外现代人的主体祖先,是6-5万年之间走出非洲的现代人,在尼安德特人基因组数据出来之前,我们并不知道现代人走出非洲后与其他古人类存在杂交情况,而尼安德特人基因组数据出来之后,我们发现现代人祖先是可以与其他古人类杂交的,而且这些杂交也可以在现代人的基因组中留下印记,甚至对我们的健康造成影响。丹尼索瓦人基因组出来之后,发现尼人、丹人和现代人之间存在着普遍的基因交流。

  这时我们不禁可以思考,除了尼人和丹人之外,是否也有其他的古人类与现代人进行基因交流,比如东亚本地的古人类。虽然除了现代人以外,东亚还没有报道古人类基因组数据,但是帕博的研究无疑为我们做出这样的猜想和进行进一步研究提供了理论基础。

  2.古人类研究的新范式

  有了尼人和丹人的基因组数据,我们在研究古人类化石时,可以将基因组中对于骨骼表型有影响的基因也添加到研究中,表型组学、基因组学与体质人类学的结合正在成为古人类化石研究的新方向。

  此外,尼人和丹人的基因组数据也可以让我们更好地掌握现代人与他们的分化时间,从而对世界各地中更新世(约78-13万年)的古人类的厘定,确定哪些是现代人祖先,可能与我们有关,具有重要的作用,如果使用纯粹的形态分析来确定分异时间,是要比使用基因组数据进行分析粗糙许多的。

  3.对于人类健康的影响

  无论是尼人还是丹人,现代人与他们的杂交都对我们自己的健康造成了深远的影响,在尼人和丹人的基因组出现之前,我们也许已经发现某些突变与疾病有关,但是不知道它们是怎么出现的,在这些基因组的数据发表之后,我们发现很多影响健康的基因突变来自这些古人类,有好的影响也有坏的影响,基于此,我们可以结合尼人和丹人的基因组进行大规模的筛查,努力找出所有古人类对于人类健康影响的突变点位,这比盲目寻找好得多。

  总之,帕博的研究无论对于回答我们从哪里来,还是今天的我们为什么会是这个样子,都有很有帮助,如果我们只是单纯的研究我们自己,可能有一些问题永远无法解决,黑猩猩又过于遥远,而尼安德特人、丹尼索瓦人这两面镜子刚刚好,面对他们,可以更清楚的看清我们自己。

  尼安德特人对于现代人健康的影响:抑郁症、尼古丁成瘾、血凝度高、营养不良、日光性角化病、压力性尿失禁等,图片来源:(Deborah Brewington / Vanderbilt University)

  总结

  帕博的工作表面上看上去只是测定了尼人和丹人的基因组序列,但实际上依据他的工作结果以及启发,其他的研究者可以开创出更多不同的“玩法”,解决更多问题,我想这也是他能拿到诺贝尔奖的重要原因吧。

  最后再推荐另一本书《人类起源的故事》,也是关于古人类基因组学的,不过更为学术一些,作者同样是该领域的大佬大卫·赖克(David Reich),不过研究的领域年代更近一些,是关于我们现代人自己的历史。(牛长泰

诺奖问答:为什么是斯万特·帕博?

  参考

  The major genetic risk factor for severe COVID-19 is inherited from Neanderthals https://www.nature.com/articles/s41586-020-2818-3

  A genomic region associated with protection against severe COVID-19 is inherited from Neandertals https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2026309118

[ 责编:蔡琳 ]
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