古人类DNA与重症新冠有关?2022诺奖得主Pääbo,竟是前诺奖得主私生子

【新智元导读】2022年诺奖公布了!本年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了瑞典遗传学家Svante Pääbo,以表彰他在灭绝的古人类基因组和人类进化方面的发现。

本年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了这个人——

Svante Pääbo

获奖理由:以表彰他在灭绝的古人类基因组和人类进化方面的发现。

Svante Pääbo建立了一门全新的科学学科——古基因组学。

他从化石中提取、测序并绘制了尼安德特人基因组草图,分析了所有现代人类和已灭绝古代人类的基因差异,他的发现为探索我们何以成为独特的人类提供了基础。

我们从哪来?为什么并世无双?

Svante Pääbo研究的不是别的,正是咱老祖宗的DNA。

这可不简单。

Pääbo和他的团队发现了一个数万年前和咱们熟知的尼安德特人一块儿生活的一个人类种类。

直接给咱对人类进化的固有理解来了个巨大冲击。

不外,在介绍他具体的研究之前,有一点前情提要必不成少。

众所周知,咱们都属于现代智人。现代智人创造了一个又一个文明,发展艺术,研究科技。这些艺能是写在咱们智人的DNA里的。

虽说智人的DNA大部分都是并世无双的,但是其中一些重要序列是和尼安德特人等早期人类共享的。

因此,了解我们的基因差异是了解我们之所以为人的关键,其重要性不言而喻。

但是,由于遗传物质是脆弱的,在古代骨骼中发现的大多数DNA都是高度退化的,并且还带有污染。

Pääbo教授正是从这里切入。他通过多年坚持不懈的努力,开发了一系列新技术,使得提取、复制和读取破碎的DNA以重建原始基因组内容成为可能。

顺便,在这个过程中,他还建立了古基因组学这门崭新的科学学科。

Pääbo和他的同事们做出了一系列开创性的新发现。其中包罗在第一个人类基因组公布后,不到十年时间,就对尼安德特人的整个基因组进行了测序,并发现了一种新型的古人类——丹尼索瓦人。

他们是尼安德特人的一个姐妹群体。

团队的发现表白,现代人与尼安德特人和丹尼索瓦人在很大程度上交融在一起。从他们那里获得的一些古代基因变体会更加频繁地出现在某些现代人口中。

这些基因的发现就能帮手科学家解释一些问题。比如说,为什么有些人更善于抵御某些病毒,又为什么有些人更适应在高海拔地区生活等等。

这里还有一点要注意。发现丹尼索瓦人是个很了不起的成就。但是研究方法上的创新更值得咱关注。

此前,几乎所有从古代遗迹中提取的DNA都只能被降解成小片段。高度脆弱的DNA分子还受到高温、土壤中的酸度和其他恶劣条件的强烈影响。

雪上加霜的是,微生物,甚至是处理化石的研究人员,会用他们本身的DNA污染化石,这使得研究人员很难区分遗骸中哪些遗传信息是真正来自古代的,哪些是被污染的。

拼凑一个古老的基因组就像试图拼凑一个复杂的拼图——其中还有缺失和被破坏的部分。

最离谱的是,咱们拼图都是拿着最终的成品图对着拼的,研究人员可没有。

Pääbo和他的同事们通过新的测序技术和先进的计算分析方法,在一个国际合作小组的帮手下,证明了对4万年前的骨头进行DNA测序是有可能的。

2010年,他和他的小组颁发了尼安德特人基因组的第一个完整序列,而在此之前,这被认为是不成能完成的事。

尼安德特人的基因组填充了我们古代祖先历史中的一个缺失部分。Pääbo的研究结果显示,尼安德特人和智人之间存在着基因流动,这意味着他们曾经交融在一起并生育了孩子。

通过比力这些不同人类物种的基因组,Pääbo小组估计,现代人大约在55万至76万年前从更古老的人类中分裂出来,而尼安德特人和丹尼索瓦人在38万至47万年前分裂成不同的群体。

尼安德特人相信大家都不陌生。

他们是最接近现代人类的祖先,大约在3万至4万年前灭绝。至于为什么他们和丹尼索瓦人消失了,而智人却占了上风,仍然是一个重大的谜。

目前主流的理论是,智人发展到必然规模的族群后,尼安德特人和丹尼索瓦人被同化了。

尼安德特人DNA与重症新冠有关

Svante Pääbo的研究对于现代医学上也极具意义。

比如斯万特·帕博在2021年领导了一项研究 A genomic region associated with protection against severe COVID-19 is inherited from Neandertals,发现:

导致重症的一些基因片段便来自于尼安德特人,其中约50%的南亚和16%的欧洲人携带着这些片段,而非洲和东亚则不存在。

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

通过分析2000名新冠病危患者,比起对照组,发现重症族群身上少了来自尼安德塔人的基因信息。

Paabo指出,这种特定的尼安德特人单倍型在孟加拉国人中最为遍及,在那里,估计63%的人携带了这种单倍型的一个拷贝。

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重症率22%的风险,这个类型在非洲以外的人群中存在遍及的分布。

尼安德特人单倍型对新冠重症具有庇护作用的等位基因的地理分布

所以说古人类的DNA也有助于帮手人类了解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。

父子双得诺贝尔奖,竟是私生子

谁曾想,67岁的Svante Pääbo能够在本身领域取得巨大成就,是受到父亲的深刻影响。

更重要的是,他的父亲Sune Bergström是瑞典生物化学家,因发现前列腺素成为1982诺贝尔生物奖得主。

Pääbo曾表示,本身的父亲启发了他从事生命科学,直到后来,他才揭示了这种父亲的灵感是多么奇怪。

Pääbo在出版的尼安德特人:寻找失落的基因组(Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes)一书中曾坦率回忆了本身的故事。

注:本书讲述了Pääbo对生活在欧洲和近东的尼安德特人DNA的探索。此书以回忆录的形式写成,畅谈了其25年来的研究历程

他是Sune Bergström的奥秘私生子。

而Pääbo从小便由母亲Karin Pääbo,一位爱沙尼亚化学家,独立抚养长大。可以看出,Pääbo便是随了母姓。

Pääbo曾提到,「他(父亲)只会在周六来看我们」。有趣的是,Bergström对此一直保密,其正妻对Pääbo的存在也是一无所知。

「老实说,现在看来也是蛮奇怪的」。

直到2005年Sune Bergström去世,那时Pääbo的同父异母的兄弟才知道他的存在。

追随着父亲的脚步,Pääbo学习了生物化学,并获得乌普萨拉大学博士学位,因为他利用 DNA 研究来研究腺病毒的一种蛋白质。腺病毒是一种常见的病毒,会引起类似感冒的症状。

但他长期以来一直对木乃伊着迷,他在回忆录中写道,「我对古埃及的浪漫迷恋挥之不去。」

此外,他的妻子Linda Vigilant是一位灵长类学科学家,并在婚后有一子一女。他还在自传中坦言本身是双性恋者。

过去7年得主名单

2021年:美国科学家David Julius、Ardem Patapoutian获奖,获奖理由是「发现温度和触觉的受体」。

2020年:美英三位科学家Harvey J. Alter、Michael Houghton、Charles M. Rice获奖,获奖理由是「发现丙型肝炎病毒」。

2019年:美英三位科学家William G. Kaelin Jr、Sir Peter J. Ratcliffe和Gregg L. Semenza获奖,获奖理由是「发现了细胞如何感知和适应氧气的可用性」。

2018年:美国科学家James P. Allision和日本科学家Tasuku Honjo获奖,获奖理由是「发现了按捺负面免疫调节的癌症疗法」。

2017年:三位美国科学家Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young获奖,获奖理由是「发现了调控昼夜节律的分子机制」。

2016年:日本科学家Yoshinori Ohsumi获奖,获奖理由是「发现了细胞自噬机制」。

2015年:中国科学家屠呦呦获奖,获奖理由是「有关疟疾新疗法的发现」;

别的两位获奖科学家为爱尔兰的William C. Campbell和日本的Satoshi Ōmura,获奖理由是「有关蛔虫寄生虫感染新疗法的发现」。

参考资:

https://www.quantamagazine.org/extinct-human-genomes-studies-win-nobel-prize-for-medicine-2022-20221003/

https://www.theguardian.com/science/2014/feb/15/svante-paabo-dna-neanderthal-genetics

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2022/press-release/

“新智元”(ID:AI_era),编纂:拉燕 桃子,经。

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