古人類DNA與重癥新冠有關(guān)？諾獎(jiǎng)得主P??bo，竟是前諾獎(jiǎng)得主私生子

古人類DNA與重癥新冠有關(guān)？諾獎(jiǎng)得主P??bo，竟是前諾獎(jiǎng)得主私生子

編輯：拉燕 桃子

【新智元導(dǎo)讀】2022年諾獎(jiǎng)公布了！今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了瑞典遺傳學(xué)家Svante P??bo，以表彰他在滅絕的古人類基因組和人類進(jìn)化方面的發(fā)現(xiàn)。

今年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了這個(gè)人——

Svante P??bo

獲獎(jiǎng)理由：以表彰他在滅絕的古人類基因組和人類進(jìn)化方面的發(fā)現(xiàn)。

Svante P??bo建立了一門全新的科學(xué)學(xué)科——古基因組學(xué)。

他從化石中提取、測序并繪制了尼安德特人基因組草圖，分析了所有現(xiàn)代人類和已滅絕古代人類的基因差異，他的發(fā)現(xiàn)為探索我們何以成為獨(dú)特的人類提供了基礎(chǔ)。

我們從哪來？為什么獨(dú)一無二？

Svante P??bo研究的不是別的，正是咱老祖宗的DNA。

這可不簡單。

P??bo和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)萬年前和咱們熟知的尼安德特人一塊兒生活的一個(gè)人類種類。

直接給咱對人類進(jìn)化的固有理解來了個(gè)巨大沖擊。

不過，在介紹他具體的研究之前，有一點(diǎn)前情提要必不可少。

眾所周知，咱們都屬于現(xiàn)代智人。現(xiàn)代智人創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)文明，發(fā)展藝術(shù)，研究科技。這些藝能是寫在咱們智人的DNA里的。

雖說智人的DNA大部分都是獨(dú)一無二的，但是其中一些重要序列是和尼安德特人等早期人類共享的。

因此，了解我們的基因差異是了解我們之所以為人的關(guān)鍵，其重要性不言而喻。

但是，由于遺傳物質(zhì)是脆弱的，在古代骨骼中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)DNA都是高度退化的，而且還帶有污染。

P??bo教授正是從這里切入。他通過多年堅(jiān)持不懈的努力，開發(fā)了一系列新技術(shù)，使得提取、復(fù)制和讀取破碎的DNA以重建原始基因組內(nèi)容成為可能。

順便，在這個(gè)過程中，他還建立了古基因組學(xué)這門嶄新的科學(xué)學(xué)科。

P??bo和他的同事們做出了一系列開創(chuàng)性的新發(fā)現(xiàn)。其中包括在第一個(gè)人類基因組公布后，不到十年時(shí)間，就對尼安德特人的整個(gè)基因組進(jìn)行了測序，并發(fā)現(xiàn)了一種新型的古人類——丹尼索瓦人。

他們是尼安德特人的一個(gè)姐妹群體。

團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)代人與尼安德特人和丹尼索瓦人在很大程度上交融在一起。從他們那里獲得的一些古代基因變體會(huì)更加頻繁地出現(xiàn)在某些現(xiàn)代人口中。

這些基因的發(fā)現(xiàn)就能幫助科學(xué)家解釋一些問題。比如說，為什么有些人更善于抵御某些病毒，又為什么有些人更適應(yīng)在高海拔地區(qū)生活等等。

這里還有一點(diǎn)要注意。發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人是個(gè)很了不起的成就。但是研究方法上的創(chuàng)新更值得咱關(guān)注。

此前，幾乎所有從古代遺跡中提取的DNA都只能被降解成小片段。高度脆弱的DNA分子還受到高溫、土壤中的酸度和其他惡劣條件的強(qiáng)烈影響。

雪上加霜的是，微生物，甚至是處理化石的研究人員，會(huì)用他們自己的DNA污染化石，這使得研究人員很難區(qū)分遺骸中哪些遺傳信息是真正來自古代的，哪些是被污染的。

拼湊一個(gè)古老的基因組就像試圖拼湊一個(gè)復(fù)雜的拼圖——其中還有缺失和被破壞的部分。

最離譜的是，咱們拼圖都是拿著最終的成品圖對著拼的，研究人員可沒有。

P??bo和他的同事們通過新的測序技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算分析方法，在一個(gè)國際合作小組的幫助下，證明了對4萬年前的骨頭進(jìn)行DNA測序是有可能的。

2010年，他和他的小組發(fā)表了尼安德特人基因組的第一個(gè)完整序列，而在此之前，這被認(rèn)為是不可能完成的事。

尼安德特人的基因組填充了我們古代祖先歷史中的一個(gè)缺失部分。P??bo的研究結(jié)果顯示，尼安德特人和智人之間存在著基因流動(dòng)，這意味著他們曾經(jīng)交融在一起并生育了孩子。

通過比較這些不同人類物種的基因組，P??bo小組估計(jì)，現(xiàn)代人大約在55萬至76萬年前從更古老的人類中分裂出來，而尼安德特人和丹尼索瓦人在38萬至47萬年前分裂成不同的群體。

尼安德特人相信大家都不陌生。

他們是最接近現(xiàn)代人類的祖先，大約在3萬至4萬年前滅絕。至于為什么他們和丹尼索瓦人消失了，而智人卻占了上風(fēng)，仍然是一個(gè)重大的謎。

目前主流的理論是，智人發(fā)展到一定規(guī)模的族群后，尼安德特人和丹尼索瓦人被同化了。

尼安德特人DNA與重癥新冠有關(guān)

Svante P??bo的研究對于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上也極具意義。

比如斯萬特·帕博在2021年領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)研究 A genomic region associated with protection against severe COVID19 is inherited from Neandertals，發(fā)現(xiàn)：

導(dǎo)致重癥的一些基因片段便來自于尼安德特人，其中約50%的南亞和16%的歐洲人攜帶著這些片段，而非洲和東亞則不存在。

研究：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2026309118

通過分析2000名新冠病危患者，比起對照組，發(fā)現(xiàn)重癥族群身上少了來自尼安德塔人的基因信息。

Paabo指出，這種特定的尼安德特人單倍型在孟加拉國人中最為普遍，在那里，估計(jì)63%的人攜帶了這種單倍型的一個(gè)拷貝。

但同時(shí)12號染色體上rs1156361點(diǎn)位的尼安德特人類型的突變可以降低新冠重癥率22%的風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)類型在非洲以外的人群中存在普遍的分布。

尼安德特人單倍型對新冠重癥具有保護(hù)作用的等位基因的地理分布

所以說古人類的DNA也有助于幫助人類了解我們身上的某些疾病風(fēng)險(xiǎn)升高的遺傳因素是哪里來的，這對于疾病的預(yù)防有重要的作用。

父子雙得諾貝爾獎(jiǎng)，竟是私生子

誰曾想，67歲的Svante P??bo能夠在自己領(lǐng)域取得巨大成就，是受到父親的深刻影響。

更重要的是，他的父親Sune Bergstr?m是瑞典生物化學(xué)家，因發(fā)現(xiàn)前列腺素成為1982諾貝爾生物獎(jiǎng)得主。

P??bo曾表示，自己的父親啟發(fā)了他從事生命科學(xué)，直到后來，他才揭示了這種父親的靈感是多么奇怪。

P??bo在出版的尼安德特人：尋找失落的基因組（Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes）一書中曾坦率回憶了自己的故事。

注：本書講述了P??bo對生活在歐洲和近東的尼安德特人DNA的探索。此書以回憶錄的形式寫成，暢談了其25年來的研究歷程

他是Sune Bergstr?m的秘密私生子。

而P??bo從小便由母親Karin P??bo，一位愛沙尼亞化學(xué)家，獨(dú)立撫養(yǎng)長大。可以看出，P??bo便是隨了母姓。

P??bo曾提到，「他（父親）只會(huì)在周六來看我們」。有趣的是，Bergstr?m對此一直保密，其正妻對P??bo的存在也是一無所知。

「老實(shí)說，現(xiàn)在看來也是蠻奇怪的」。

直到2005年Sune Bergstr?m去世，那時(shí)P??bo的同父異母的兄弟才知道他的存在。

追隨著父親的腳步，P??bo學(xué)習(xí)了生物化學(xué)，并獲得烏普薩拉大學(xué)博士學(xué)位，因?yàn)樗?DNA 研究來研究腺病毒的一種蛋白質(zhì)。腺病毒是一種常見的病毒，會(huì)引起類似感冒的癥狀。

但他長期以來一直對木乃伊著迷，他在回憶錄中寫道，「我對古埃及的浪漫迷戀揮之不去。」

此外，他的妻子Linda Vigilant是一位靈長類學(xué)科學(xué)家，并在婚后有一子一女。他還在自傳中坦言自己是雙性戀者。

過去7年得主名單

2021年：美國科學(xué)家David Julius、Ardem Patapoutian獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)現(xiàn)溫度和觸覺的受體」。

2020年：美英三位科學(xué)家Harvey J. Alter、Michael Houghton、Charles M. Rice獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)現(xiàn)丙型肝炎病毒」。

2019年：美英三位科學(xué)家William G. Kaelin Jr、Sir Peter J. Ratcliffe和Gregg L. Semenza獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞如何感知和適應(yīng)氧氣的可用性」。

2018年：美國科學(xué)家James P. Allision和日本科學(xué)家Tasuku Honjo獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)現(xiàn)了抑制負(fù)面免疫調(diào)節(jié)的癌癥療法」。

2017年：三位美國科學(xué)家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)現(xiàn)了調(diào)控晝夜節(jié)律的分子機(jī)制」。

2016年：日本科學(xué)家Yoshinori Ohsumi獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞自噬機(jī)制」。

2015年：中國科學(xué)家屠呦呦獲獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)理由是「有關(guān)瘧疾新療法的發(fā)現(xiàn)」；

另外兩位獲獎(jiǎng)科學(xué)家為愛爾蘭的William C. Campbell和日本的Satoshi ōmura，獲獎(jiǎng)理由是「有關(guān)蛔蟲寄生蟲感染新療法的發(fā)現(xiàn)」。

參考資料：

https://www.quantamagazine.org/extincthumangenomesstudieswinnobelprizeformedicine202220221003/

https://www.theguardian.com/science/2014/feb/15/svantepaabodnaneanderthalgenetics

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2022/pressrelease/