可能打開一扇
通往未來的大門
作者: 鄭敖天
" 他一直在摸索別人沒有走過的路。" 中科院分子生物學實驗室主任付巧妹在接受《環球人物》專訪時,如此談到自己的老師——剛剛獲得諾貝爾獎的斯萬特 · 帕博。
2022 年 10 月 3 日,帕博因其在古人類基因測序上的重大成就,被授予 2022 年諾貝爾生理學或醫學獎。
這位一手創建了古人類基因學的世界級學者認為,要解答人類進化的奧秘,首先應去我們已滅絕的 " 表親們 " 那里 " 串串門 "。
今天的地球上,共生活著 78 億人類,生物學家稱我們為 " 現代人 "。
從非洲大陸上躲避捕食者的古猿,到今天遍布全球,仰望星空的 " 萬物之靈 "。是什么讓今天的人類如此獨特?
這是帕博幾十年來,一直試圖解答的問題。
我們并不是地球上唯一存在過的 " 人類 "。在漫長的演化史中,我們有不少 " 表親 " 也留下了自己的足跡。
付巧妹說,通過解讀這些 " 表親 " 們的基因組,我們不僅能知曉人類的起源,也能打開無數通往醫學、生物學、馴化學的新大門。
" 通過極具前瞻性的研究,斯萬特 · 帕博完成了一件看似不可能完成的任務:對已滅絕的尼安德特人進行基因測序。" 諾貝爾獎委員會寫道," 是什么讓人類如此獨特?他取得的新發現為我們進一步探索這一問題奠定了基礎。"
尼安德特人是一群在 40 萬年前生活在亞歐大陸的遠古人類。但在智人(現代人的祖先)于 7 萬年前走出非洲后不久,高度社會化的尼安德特人突然從地球上消失了。
付巧妹表示,對尼安德特人的滅絕原因,學界曾眾說紛紜,有人認為他們是在與智人的生存斗爭中落敗,還有人認為他們在漫長的進化中,成為了歐洲人的祖先。
但帕博卻通過多年的基因研究,證明了尼安德特人沒有真正 " 滅絕 ",而是存在于我們的基因組之中。
通過嚴謹的基因研究,帕博證明了現代的歐洲人與亞洲人身上,有 1%-4% 的尼安德特人基因。與此同時,他還發現許多亞洲人身上,存在另一種遠古人類:丹尼索瓦人的基因。
帕博在接受采訪時曾表示:" 尼安德特人在某個時期可能有成千上萬人,其他已經滅絕的人群也是如此,而現代人從過去的幾百萬最后發展到今天的幾十億。這是他們的命運截然不同的一個地方。尼安德特人的基因組有助于我們找到現代人與他們結局不同的原因。"
帕博說過," 人類基因組中的一個未解之謎是:我們仍不知道基因序列如何組成了一個活著的、呼吸著的人類個體。"
而他的研究,為解開這個未解之謎,打開了一扇門。也為未來無數學科的發展和突破奠定了基礎。
付巧妹說,帕博是一位對科研非常熱情,又極其嚴謹的學者。在科研中出現新突破時,帕博會展現出非凡的喜悅與好奇心。但在科研過程中,他又一絲不茍,實驗中的每一個細節都逃不過他的眼睛。
作為帕博的學生,付巧妹回憶:帕博對人的認可與不認可都十分明確,對學生的要求也很高。但同時,帕博對科研的熱情也在他的學生身上傳播開來。
帕博對古人類學的興趣,是從木乃伊開始的。
1955 年,帕博出生在瑞典斯德哥爾摩的一個學者家庭。他的父親蘇恩 · 博戈斯特龍因對前列腺素的研究,于 1982 年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。他的母親凱琳 · 帕博也是一名著名化學家。
由于是非婚生子女,帕博從小跟隨母親長大。年幼的他很快對考古學產生了濃厚的興趣。13 歲時,他隨母親前往埃及旅行,并第一次見到了木乃伊。從此帕博便迷上了古代人類。
" 我對考古學曾有很多非常浪漫的想法。" 帕博在接受采訪時笑著表示," 但我進入大學學習考古學后,我便發現這個學科遠沒有那么浪漫。"
1984 年,還在讀博士的帕博成功從 2000 多年前的木乃伊身上提取到了 DNA,并分析了其中的基因片段。1985 年,帕博的論文 " 對古代埃及木乃伊 DNA 的分子克隆 " 登上《自然》雜志封面,引發學界轟動。
帕博的研究并不是一帆風順的,付巧妹表示,科研的發展不總是線性的。在創新性的前沿領域,科研學者往往要面對無數的曲折,而這正是帕博選擇的道路。
1987 年,帕博在研究一個 7000 年前美國土著的大腦時,發現提取的 DNA 中有一段看似不同尋常的線粒體。在經過多次實驗后,帕博意識到:這段 " 奇特 " 的 DNA 是被現代人 DNA 污染后的結果。
從此之后,帕博長期致力于解決 DNA 污染的問題,并建立了世界上第一個研究古人類 DNA 的超凈實驗室,為未來的古人類研究設立了標準。
2010 年,帕博重建了第一個尼安德特人基因組草圖,同年,他成功發現了另一種古人類:丹尼索瓦人。
2020 年,新冠肺炎疫情爆發后,帕博發現了帶有一項尼安德特人基因組的歐洲人更容易成為新冠重癥患者,這也揭示了帕博進行的古人類基因研究與現代生命科學的緊密聯系。
在這種情況下,帕博的研究為人類未來基因科技的突破,打下了堅實的基礎。
付巧妹說,帕博一直對中國很感興趣,認為中國在未來的許多前沿科技領域將扮演重要角色。他也因此一直很支持中國國內的科研工作。
在擔任德國萊比錫馬克斯 · 普朗克協會(簡稱馬普協會)演化人類學研究所所長時,帕博主持了許多對話合作項目。2009 年,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所與馬普協會演化人類研究所簽訂協議,在國內成立古 DNA 實驗室。付巧妹也被帕博選中前往德國攻讀該領域博士。
此后的十多年里,中國的古 DNA 研究發展迅速。2020 年,中國研究團隊成功發現丹尼索瓦人成功適應了高寒缺氧的環境,并曾長期生活在青藏高原??蒲腥藛T還在藏族人身上發現了丹尼索瓦人的基因片段,證明了丹尼索瓦人的基因使藏族人能夠更好地適應高原生活。
在之后幾年里,帕博曾多次訪華。2016 年,聯合實驗室升格為中科院與馬普所共建的分子古生物聯合實驗室。
在談到中國的古 DNA 研究時,帕博表示:" 中國地域遼闊,有很多有趣的問題值得研究。人類的歷史也是與瀕危動物歷史相關的,比如熊貓的歷史等等。" 他表示,古 DNA 技術是一項可以得到廣泛應用的技術,不僅可以研究人類的演化,也可以用來研究病原菌的演化。
付巧妹認為,古 DNA 技術將對人類未來多領域科技的發展奠定基礎。
在這種情況下,中國無疑會在這一新興科研領域發揮越來越重要的作用。
總監制: 呂 鴻
監 制: 張建魁
主 編: 許陳靜
編 審: 凌 云