对古生物学执着的“诺二代”

　　Svante P??bo 博士在 1955 年出生于瑞典首都斯德哥尔摩，母亲 Karin P??bo 是位化学家，父亲 Sune Bergstr?m 就厉害了，也是位生物化学家，1982 年因对前列腺素和相关物质的发现获得了诺贝尔生理学或医学奖。果然是有其父必有其子呀！

　　图 1. Svante P??bo 博士 (左);

P??bo 的父亲，生化学家 Sune Bergstr?m (右)

(图片来源：维基百科)

　　P??bo 于 1986 年在乌普╲萨拉大学(Uppsala University) 获得》博士学位，但当时并不是研究古遗传学，而是腺病毒对免疫系统的调节。出于对古生物学的热爱，他瞒着博导偷偷地在晚上和周末捣鼓木乃伊。在研究博士课题之余，P??bo 从一具 2400 年前◢的埃及木乃伊的细胞中分离出 DNA，克隆出了长达 3400 碱基的 DNA 片段。这一结果发表在 Nature杂志上，引起了不小的轰动，这毕竟是以当时的技术来看不可能完成工作。之后不久，P??bo 加入了 Allan Wilson 教授的课题组，沉浸研究已灭绝动物的基因组。但他最感兴趣的还是原╳始人，他想找到究竟是什么让人类成为人类，以及哪些基因变化促进了现代人类进化。

　　1997 年，P??bo 和 Krings 等人在 Cell杂志上发表了一篇文章——尼安德特ξ人 DNA 序列及其和现代人类起源的关系——这是首次确定了尼安德特人基因组的研究。他们克服了 DNA 污染的问题，从尼安德特人 (已经灭绝的现代人※类近亲) 的右肱骨♂中提取了 DNA，使用 PCR 进行了扩增并测定了 mtDNA 序列，同时还与人类参考基因组进行了比较^[1](据说这是他用超强的社交能力说服了德国博物馆馆长，允许他从 1856 年在德国西部发现的珍贵的尼安德特人标本中提取样本)。

图 3. P??bo 等人从尼安德特人标本的右侧肱骨中取出的样本^[1]

　　研究发现，现代人类和尼安德∏特人的 mtDNA 序列平均差异』数量大约是现代人类之间的三倍，但大约是现代人类和现代黑猩猩之间的一半。尼安德特人 mtDNA 序列位于现代人类 mtDNA 变异范围之外。系统发育分析发现，将〓非洲人序列与数据库中非非洲人和尼安德特人序列一起进行测试时，它们都被归为一组^[1]。

　　这些结果表明，人类 mtDNA 基因库起源于非洲，尼安德特人并未向现代人类贡献 mtDNA。但这并不排除尼安德特人为现代人类贡献了其他基因的可能∑性。

　　新学科的创立

　　凭借这一开创性发现，P??bo 建立了一↓个全新的科学学科——古基因组学(paleogenomics)。

　　在之前的研究基础上，P??bo 还发现了一种以前不为人知的古人类丹尼索瓦人。2008 年在位于西伯利亚阿尔泰山脉的丹尼索瓦 (Denisova)洞穴中出土一具少女骸骨。P??bo 与同事通过少女的指骨提取〓出 mtDNA，经测序鉴定←后发现，这是一种未知的原始人 mtDNA，与现代人类和尼安德特人 mtDNA 有共同祖先，是源自非洲迁出的古人类^[2]。P??bo 等人将这类原始人命名为丹尼索瓦人(Denisovans)。重要的是，P??bo 还发现，在大约 7 万年前智人离开非洲后，基因从这些●现已灭绝的古人类转移到了智人身上。这种远古的基因流动和现代人类的身体机能有一定【的联系，例如这些基因影响我们的免疫系统对感染的反应。P??bo 的这一发现使人们对人类进化史有了新的认识。智人走出非洲时，至少有两种已灭绝的古人类存在于欧亚大陆，尼安德特人在西部，而丹尼〓索瓦人在东部。智人在向外扩张和迁移过程中，他们不仅与尼安德特人相遇，还与丹尼索瓦人产生后代。

　　P??bo 的研究结果已被用于完善“走出非洲”模型，在该模型中，所有现代︽人类都可以通过一条完整的线路追溯到非ξ　洲。

　　图 4.P??bo 的发现为智人从非洲迁移至世界各地这一观点提供了有力证明。

　　尼安德特人生活在欧亚大陆的西部，丹尼索瓦人生活在东部。当智人遍布非洲大陆时，生出混血后代，并在现代人类的 DNA 中留※下了痕迹^[3]

　　图 5. 现代人类、尼安德特人、丹尼索瓦人和类人猿之间的进化关系图。

　　500-1000 万年前类人猿与人类 (绿色分支) 发生种群分离，30-70 万年前现代人类 (橙色分支) 与尼安德特人、丹尼索瓦人发↘生种群分离^[4]

　　P??bo 深耕该项研究几十年，并持续至今。去年，P??bo 及其同事发现，现代人基因组中存在的预防严重 COVID-19 相关的基因组区域是来自于尼安德特人，这一研究在 PNAS杂志上发表^[5]。

　　尽管古生物学并不算是个热门学科，但 P??bo 博士用自己的热爱照亮了这一研究领域。P??bo 博士及其同事的发①现进一步推进了现代科学对人类起Ψ 源和进化的研究进程，这对人类进化史的完善具有深远影响。

　　参考文献

　　1. Krings M, P??bo S, et al. Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell. 1997 Jul 11;90(1):19-30.

　　2. Krause J, P??bo S, et al. The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia. Nature. 2010 Apr 8;464(7290):894-7.

　　3. Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022.

　　4. P??bo S. The human condition-a molecular approach. Cell. 2014 Mar 27;157(1):216-26.

　　5. Zeberg H, P??bo S. A genomic region associated with protection against severe COVID-19 is inherited from Neandertals. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Mar 2;118(9):e2026309118.