诺贝尔奖授予斯万特·帕博以表彰其在进化领域的发现 - 《华尔街日报》
Denise Roland and Aylin Woodward
斯万特·帕博于周一被授予诺贝尔生理学或医学奖。图片来源:杰西卡·桑普尔为《华尔街日报》拍摄诺贝尔生理学或医学奖周一授予了瑞典出生的遗传学家斯万特·帕博,以认可他在已灭绝人类群体基因组相关发现方面的贡献,这些发现揭示了现代人类独有的遗传特征。
委员会表示,帕博博士(其父亲也是诺贝尔奖得主)克服了在恢复和分析古代DNA方面的挑战,成功测序了尼安德特人的基因组,这是现代人类已灭绝的近亲。他还发现了一个以前未知的人类近亲,称为丹尼索瓦人。他在德国马克斯·普朗克进化人类学研究所工作。
“他是一位真正的远见者,这个奖项实至名归,”加州大学圣克鲁兹分校生物分子工程教授埃德·格林说。格林博士在2005年至2010年间作为帕博博士的博士后研究员之一,在马克斯·普朗克研究所参与了尼安德特人基因组的测序工作。
委员会表示,测序已灭绝的古人类(包括现代人,即智人,以及数千年前灭绝的近亲如尼安德特人)的基因组,为科学家理解使智人独特的遗传差异提供了关键的参考点。帕博博士的工作为被称为古基因组学的新科学领域奠定了基础,即利用遗传分析来揭示人类进化。“通过揭示区分所有现代人类与已灭绝古人类的遗传差异,他的发现为探索使我们成为独特人类的基础提供了依据,”诺贝尔委员会说。
斯万特·帕博协助创立了德国莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所。图片来源:沃尔特劳德·格鲁比奇/祖玛通讯社在帕博博士的研究之前,人们对尼安德特人的了解主要来自对古代骨骼遗骸特征的分析以及对工具和其他考古文物的研究。1856年,在德国尼安德特山谷首次发现了被鉴定为尼安德特人的骨骼遗骸。
帕博博士的研究使得精确分析尼安德特人的遗传特征成为可能,并有助于揭示在共存时期不同类型的人类在地球上是如何混合的。
尼安德特人的基因序列显示,智人与现已灭绝的近亲曾生育后代,这一时期至少持续了2万年,当时两个群体居住在地球的同一地区。
智人约30万年前起源于非洲,并在7万至6万年前的一次大规模迁徙前多次尝试离开非洲,这次迁徙使得该物种成功殖民了亚洲、欧洲和世界其他地区。据伦敦自然历史博物馆人类起源研究负责人克里斯·斯特林格介绍,尼安德特人约40万至4万年前居住在欧洲和亚洲部分地区。
斯特林格博士表示,现今欧洲或亚洲血统的人类基因组中约有2%的DNA源自尼安德特人,这是远古时期异种交配的结果。他补充说,其中部分DNA在我们体内仍具有活性。
斯万特·帕博的研究为古遗传学这一新兴科学领域奠定了基础,该学科通过基因分析揭示人类进化历程。图片来源:LISI NIESNER/REUTERS帕博博士的发现为研究已灭绝亲属的古老基因序列如何影响现代人类生理机能提供了基础。例如,现代藏人中普遍存在的一个基因使其更适应高海拔生活,该基因可追溯至丹尼索瓦人基因组。
“如今我们明白了智人这一物种具有独特性或某种超强能力的观点并不完全正确,“维也纳大学人类学家卡特琳娜·杜卡博士表示,她在马克斯·普朗克研究所与帕博博士合作。“过去十到十二年间,他彻底改变了我们对进化的认知。”
帕博博士在职业生涯早期就致力于运用现代基因技术研究尼安德特人DNA,这些DNA可从古人类骨骼中提取。但DNA会随时间降解,这意味着古老样本仅存微量痕迹,且这些微量DNA还混杂着细菌和现代人类的遗传物质。
“随着DNA退化,它会分解成越来越小的片段,”斯特林格博士说道,他补充说,“因此,这不仅是寻找DNA的技术挑战,实际上还需要将微小片段拼接起来,就像数百万块的拼图。”
而这些微小片段可能被处理过古骨骼的细菌和现代人类的DNA污染。
研究尼安德特人DNA的方法是帕博博士在加州大学伯克利分校做博士后时的研究重点,他于1987年开始这项工作。他的导师是生物化学家艾伦·威尔逊,其基因分析工作表明,所有现代人类都可以追溯到非洲的一个共同祖先。
1990年,帕博博士加入德国慕尼黑大学担任教授。在此期间,他成功地对一块4万年历史的骨骼进行了DNA测序。该DNA是所谓的线粒体DNA,这种遗传物质比细胞中心发现的大量DNA更短,但数量更多。这使得测序更容易,但提供的信息有限。
随后,他帮助建立了德国莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所,他的研究小组继续改进这些方法,旨在对古代基因组的更大部分进行测序。这些努力在2010年达到顶峰,当时该小组与波士顿布罗德研究所等机构的研究人员合作,发表了尼安德特人基因组。
大约在同一时间,马克斯·普朗克小组还做出了另一项重要发现。他们发现,在西伯利亚南部丹尼索瓦洞穴中发现的一块4万年历史的手指骨,与所有已知的尼安德特人和现代人类的序列相比是独特的。诺贝尔委员会表示,这一此前未知的古人类——被命名为丹尼索瓦人——的发现引起了轰动。这是首次仅通过古代DNA识别出一种新的人类类型。
诺贝尔委员会表示,帕博博士的发现开创了人类进化史研究的新纪元,揭示了当智人走出非洲时,欧亚大陆至少还存在着两支截然不同的人类族群:西部的尼安德特人和东部的丹尼索瓦人。智人曾与这两支族群相遇并发生了基因交流。
斯特林格博士指出,古DNA技术对研究人类祖先存在局限性。
“例如对于丹尼索瓦人,我们仍无法确切知晓他们的体貌特征,“他解释道,“基因组数据无法直接还原化石的形态特征。“斯特林格博士补充说,有时人们会过度解读这类DNA分析结果。
帕博博士的父亲苏恩·伯格斯特龙曾因前列腺素研究荣获1982年诺贝尔生理学或医学奖,该物质是人体应对疾病损伤的重要脂肪类化合物。
帕博博士将获得1000万瑞典克朗奖金,约合89.8万美元。
联系记者丹妮丝·罗兰:[email protected];艾琳·伍德沃德:[email protected]
本文发表于2022年10月4日印刷版,标题为《遗传学家因进化论发现获诺贝尔奖》。