原文作者：Ewen Callaway & Heidi Ledford
Svante Pääbo通過古DNA分析做出了關於人類演化的重大發現，他的研究還幫助開創了古基因組學這一競爭激烈的領域。
2022年諾貝爾生理學或醫學獎授予Svante Pääbo，表彰他在已滅絕古人類的基因組和人類演化上做出的重大發現。來源：Alamy
今年的諾貝爾生理學或醫學獎授予關於人類演化的開創性研究，這些研究的分析對象是數萬年前的化石中發現的珍貴DNA片段。
Svante Pääbo是德國馬克斯·普朗克演化人類學研究所（MPI-EVA）的遺傳學家。在他的帶領下，研究人員完成了對尼安德特人的全基因組測序，並發現了一個新的古人類種群——丹尼索瓦人，同時誕生了競爭異常激烈的古基因組學領域。
通過追蹤基因在不同古人類種群之間的流動，研究人員得以追溯這些種群的遷徙情況，以及現代人一些生理特質的起源，包括免疫系統的特徵和適應高海拔生活的生理機制。
哈佛醫學院群體遺傳學家David Reich表示，Pääbo的獲獎「是對這一領域走向成熟的巨大認可，也是對他從人類遺骸中提取古DNA這一壯舉所做努力的認可」。Reich與Pääbo在尼安德特人基因組測序工作上曾有過密切合作。
在獎項宣布後的新聞發布會上，Pääbo表示他仍在消化這個喜訊，當他接到來自斯德哥爾摩的電話時，起初並不相信自己獲得了諾貝爾獎。他「一開始還以為是我們組的人精心策劃的惡作劇」。
倫敦自然歷史博物館的古人類學家Chris Stringer表示，Pääbo的工作顛覆了我們對過去的認知，包括他恢復了已知最古老的人類DNA——來自西班牙的43萬年前的序列[1]。「這些工作已經成了人類演化學研究的核心，」Stringer說，獲得諾貝爾獎是「大好消息」。
被破壞的DNA
Pääbo分析的DNA在各種元素中暴露了數千年，很多都被細菌和現代人的序列污染，為此，Pääbo不得不想出新的研究方法。他與合作者再將這些新發明的方法用於對尼安德特人基因組進行測序，並在2010年發表了測序結果[2]。這一遺傳學研究引導他們發現了尼安德特人和智人的混血雜交，還發現了歐洲或亞洲血統的現代人有1%-4%的基因組來自尼安德特人。
Pääbo的技術還被用來確定2008年在西伯利亞南部一洞穴中發現的一塊4萬年前的指骨的來源。從這塊指骨中提取的DNA表明，它既不是來自尼安德特人，也不是來自智人，而是來自一個新的古人類種群[3]。這個種群以發現該骨頭的洞穴命名，被稱作丹尼索瓦人。生活在亞洲的古人類也與丹尼索瓦人有過基因交流，在如今活着的數十億人的基因組中仍能找到丹尼索瓦人的DNA。
上世紀80和90年代，由Pääbo等科學家領軍的古DNA領域曾飽受樣本被現代人DNA污染問題的困擾（Pääbo已承認他早期從埃及木乃伊遺骸中提取的DNA可能是他自己的DNA）。不過，隨着Pääbo實驗室開發出各種方法以及新測序技術的出現，污染問題再也不是曾經的「洪水猛獸」。
「剛開始的時候，我們甚至不能保證我們得到的是不是古人類的DNA，」倫敦弗朗西斯·克里克研究所的古遺傳學家Pontus Skoglund說，「而如今，在Svante他們的帶領下，我們使用的技術讓污染不再是一個主要問題。」
對人類健康的意義
Pääbo從尼安德特人、丹尼索瓦人和其他古人類中提取DNA的工作對現代醫學也意義重大。雖然現代人基因組中古DNA的占比很小，但「秤砣雖小壓千斤」，這些DNA在從精神分裂症[4]到COVID-19重症[5]等一系列疾病的患病風險上發揮了重要作用。生活在青藏高原上的人們也要感謝丹尼索瓦人給他們帶來的與適應高海拔環境相關的基因變異[6]。
「當今世界上有相當一部分人的DNA來自尼安德特人這樣的古人類，這一事實對『我們是誰』具有重要影響，」Reich說，「所以我認為，在我們作為一個物種所剩餘的時間裡，我們將繼續探索這個問題，並試圖釐清其對人類健康的影響。」
馬克斯·普朗克演化人類學研究所的古遺傳學家Johannes Krause說，有了多個尼安德特人和丹尼索瓦人的基因組後，就可以鑑定出獨屬於現代人的基因。9月，研究人員指出，尼安德特人或丹尼索瓦人缺乏但在現代人中發現的一個基因變異，與實驗室培養的大腦類器官的神經元生長有關[7]。Krause說：「我們從沒離『是什麼使現代人成為現代人』的答案如此接近過。」
研究人員形容Pääbo是一個極其認真且富有決心的人，同時又很好合作，慷慨大方。他在馬克斯·普朗克演化人類學研究所的實驗室培養出了一代古遺傳學家，這些古遺傳學家正在全力推動該領域的發展。
以色列特拉維夫大學的古遺傳學家Viviane Slon在Pääbo的指導下取得了她的博士學位，她說她的這位前導師有一種「超凡」的能力：能縱觀大局，同時不放過一絲細節。Slon在研究最終被證明是丹尼索瓦人與尼安德特人第一代混血的遺骸時發現，遺傳自母親的線粒體DNA的序列與一名尼安德特人的序列一致。但在發表結果時，Pääbo敦促Slon不要輕易斷言，直到他們對遺傳自父母雙方的核DNA進行了測序。Slon說：「他當時不讓我寫這就是尼安德特人，因為我們並不確定，而後來它被證明是一個混血後代。」
Reich說，與Pääbo和他為首個尼安德特人基因組測序工作組建的團隊合作是一次令人靈感迸發的經歷。「這是有史以來最好的團隊，」Reich說，「他知道他們得到的這類數據有多麼難能可貴。」這最終激勵Reich建立了自己的古DNA實驗室。
Pääbo對古DNA研究的影響如此之大，以至於很難想象如果沒有他，這個領域會是什麼樣的。Skoglund評價道，「他就是這個領域的教父。」
參考文獻：
1. Meyer, M.et al.Nature531, 504–507 (2016).
2. Green, R. E.et al.Science328, 710–722 (2010).
3. Krause, J.et al.Nature464, 894–897 (2010).
4. Gregory, M. D.et al.Am. J. Med. Genet. B Neuropsychiatr. Genet.186, 329–338 (2021).
5. Zeberg, H. & Pääbo, S.Nature587, 610–612 (2020).
6. Huerta-Sánchez, E.et al.Nature512, 194–197 (2014).
7. Pinson, A.et al.Science377, eabl6422 (2022).
原文以Geneticist who unmasked lives of ancient humans wins medicine Nobel為標題發表在2022年10月3日《自然》的新聞版塊上
© nature
doi:10.1038/d41586-022-03086-9
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