揭示我们与古人类间的基因差异,瑞典科学家获2022年诺贝尔生理学或医学奖

2022年10月04日16:49:15 科学 1106
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10月3日,在诺贝尔生理学或医学奖公布现场,屏幕上显示奖项得主斯万特·佩博的照片。

人物

佩博1955年出生于瑞典首都斯德哥尔摩,1986年在瑞典乌普萨拉大学取得博士学位,随后在瑞士苏黎世大学和美国加利福尼亚大学伯克利分校从事博士后研究。1990年,他担任德国慕尼黑大学教授。1999年,他在德国莱比锡创办马克斯·普朗克进化人类学研究所并工作至今,同时也在日本冲绳科学技术大学院大学担任兼职教授。

瑞典卡罗琳医学院3日宣布,将2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·佩博,以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所作出的贡献。

评奖委员会在当天发布的新闻公报中说,人类对自身起源一直很感兴趣,“我们与先人有何关系?是什么令智人与其他古人类不同?”佩博对已经灭绝的现代人类近亲——尼安德特人的基因组进行了测序,还发现了一种以前不为人知的古人类丹尼索瓦人。他发现丹尼索瓦人约在7万年前迁出非洲后,向现代人类的直系祖先智人转移了基因。对于现代人类来说,这种古老的基因流动具有生理相关性,例如影响了我们的免疫系统对感染的反应。

评奖委员会说,佩博的开创性研究催生了一门全新科学学科——古基因组学,“通过揭示当今人类与已灭绝的古人类之间的基因差异,他的发现为探究是什么使我们成为独特的人类奠定了基础”。在最初的发现之后,佩博的研究团队已经完成了对来自已灭绝古人类的几个额外基因组序列分析。这一发现形成了能被科学界广泛利用的独特资源,以便能更好了解人类进化和迁徙。

评奖委员会秘书托马斯·佩尔曼在当天举行的新闻发布会上表示,他已经电话联系了获奖者,佩博听到消息后表示很意外和高兴。佩尔曼说,听起来佩博十分兴奋。

佩博将获得1000万瑞典克朗(约合90万美元)奖金。

解读

现代人与已灭绝古人类有何不同

证据表明,现代人的直系祖先智人大约30万年前首次出现在非洲,而现代人的近亲尼安德特人从大约40万年前开始生活在欧洲和西亚,并在大约3万年前灭绝。智人群体于大约7万年前从非洲迁移到中东,再从那里迁徙到世界各地。智人与尼安德特人在欧亚大陆共同生活的数万年间,两个群体之间发生了何种关系?解答这个问题需要对从标本中获取的尼安德特人基因组进行测序。

佩博自职业生涯早期就对利用现代遗传学方法研究尼安德特人的DNA产生兴趣,他在该领域的工作持续数十年。1990年被德国慕尼黑大学聘为教授后,佩博决定从分析尼安德特人的线粒体入手。线粒体只包含细胞遗传信息的一小部分,但存在大量副本,这增加了测序成功机会。佩博改进方法,成功对一块4万年前骨头的一个线粒体DNA区域进行测序。这是第一次获得与现代人有亲缘关系的已灭绝古人类的基因序列。与智人和黑猩猩的基因比较表明,从遗传学来看尼安德特人是截然不同的物种。

此后,佩博开始向尼安德特人细胞核基因组测序发起挑战。担任德国马克斯·普朗克进化人类学研究所负责人后,佩博及其团队不断改进从古人类的骨遗骸中分离和分析DNA的方法,还借助新兴技术提高DNA测序效率。

佩博和团队最终完成看似不可能的任务,他们于2010年发布第一个尼安德特人基因组序列。比较分析显示,比起来自非洲的现代人,来自欧洲或亚洲的现代人DNA与尼安德特人更相似。这意味着尼安德特人和智人在数万年的共存中发生杂交,具有欧洲或亚洲血统的现代人基因组约有1%至4%来自尼安德特人。

2008年,科学家在西伯利亚的丹尼索瓦洞穴发现一块来自4万年前的指骨碎片,其中含有保存异常完好的DNA信息。佩博带领团队对该指骨遗骸进行测序,发现它来自与尼安德特人和智人完全不同的古人类,并将它命名为丹尼索瓦人。分析显示,丹尼索瓦人与智人也发生过基因交换,这种交换关系首次发生在美拉尼西亚和东南亚一些地区,这些地区的现代人携带约6%的丹尼索瓦人基因。

佩博的研究使人们得以更深入理解人类进化和迁徙的历史。在智人走出非洲时,至少有两个现今已灭绝的古人类种群曾居住在欧亚大陆上。尼安德特人居住在欧亚大陆西部,丹尼索瓦人居住在东部。在智人向非洲之外迁徙过程中,他们与尼安德特人和丹尼索瓦人相遇并发生杂交。

佩博的开创性工作使人们得以了解智人与已灭绝近亲之间的遗传差异。正在进行的大量后续研究则侧重分析这些差异的功能性影响,最终目标是解释什么让我们成为独一无二的人类。

来源:北京晚报

流程编辑:U022

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