頭條揭密》撈過界的生醫諾獎得主 帕博獨創跨領域考古遺傳學派
帕博從遺傳學的角度與研究方式來研究考古人類學,這種跨學科思維與不懈的努力讓他獲得諾貝爾獎 。(圖/美聯社)
瑞典的遺傳生物學家斯萬特.帕博(Svante Paabo)獲頒2022年諾貝爾生物醫學獎,獎勵他在已滅絕人種的基因研究上對人類遺傳學領域的貢獻,他不只建立了一個獨特的考古遺傳學派。同時也爲其他古生物研究學界提供一整套全新的思路與研究方法。
帕博進入醫學院並非想從事醫療或是研究醫學,他最初是想學考古,但是他認爲考古的學程太過緩慢,最後決定先進醫學院,並研究免疫學。在學期間他運用醫學院學來的理論跨入考古領域,研究木乃伊的DNA,最後還複製成功,研究成果也發表在知名科學雜誌《自然》(Nature)上。他的研究成果後也被廣泛用於研究猛獁象、陸棲樹懶、洞熊和恐鳥等絕種動物遺傳學上。
諾貝爾獎委員會稱帕博在已滅絕的人類基因組和人類進化方面的發現,完成了一件幾乎是不可能完成的成就,亦即對尼安德塔人的基因組進行測序。(圖/路透)
而對於醫學上的研究成果,最知名的是他對尼安德塔人的研究,這次諾貝爾生物醫學獎公佈的得獎理由中指出,他在已滅絕的人類基因組和人類進化方面的發現,完成了一件幾乎是不可能完成的成就,亦即對尼安德塔人的基因組進行測序,並以此證明了尼安德塔人是當今人類已滅絕的近親。
尼安德塔人的想像圖。(圖/自然科學博物館)
過去考古人類學的研究一直有一個重要的命題:全球的人類是在各地分別進化出來?還是某地進化後外移到全球各地?而一直到今天爲止,1856年在德國發現的尼安德塔人骸骨就有兩派不同的學說:一派認爲尼安德塔人是已滅絕的古代人類,另一派則認爲他是我們現代人同屬於某個亞種,或是現代人的直系祖先。此一爭議持續多年,直到帕博進行尼安德塔人基因測序計劃完成後才獲得解答。他從測序的結果證明尼安德塔人有親屬關係,2個物種之間有1%~4%的共同基因,他們之間的基因交流可能發生在第一批現代人類離開非洲並遇到可能在近東一帶尼安德塔人之後才發生的。推測大約在80萬年前彼此有共同的祖先,並大約在55萬年前分道揚鑣。
帕博頭腦結構不同於常人,跟他一起工作的同事也一樣。在得知他獲得諾貝爾獎後,同事們把他擡起來丟進池塘裡,他開心且溼淋淋地從池塘中爬了出來。(圖/美聯社)
帕博的研究困難在於尼安德塔人的基因樣本因爲過於古老,早已成爲破碎狀態,很難爲這些破碎的DNA進行測序。後來他另闢蹊徑,不從細胞核找DNA而是從 較穩定、但長度只有約2萬分之一的粒線體DNA着手,併爲此建立一個龐大的尼安德塔人基因測序計劃。經過多年的努力,最後在2010年發表了首個尼安德塔人基因序列,這也是科學界首次發表的古人類基因組,並證明了尼安德塔人與人類的親屬關係。
細胞核DNA在繁殖過程中會發生基因重組,除了Y染色體之外,較難區分某段細胞核DNA來自哪一方。但粒線體DNA不參與重組,基本上從母親直接遺傳到後代,因此有很高的穩定性。(圖/Wikipedia)
帕博的研究成果不只證明了現代人與尼安德塔人之間的關係,他的研究方法也在另一種名爲丹尼索瓦人(Denisovan)的基因研究上獲得成果。丹尼索瓦人是俄羅斯、中國和蒙古交界的阿爾泰山洞穴中發現另外一種古人類,他的基因與現代的東亞人、東南亞人、美洲與澳洲土着的基因也有約5%的共同之處,這證明了現代人類的「非洲起源說」並非那麼單純,而是在時間長河中持續地與不同的古人類產生基因交流而形成今遍佈全世界的現代人物種。
帕博進入醫學院並非想從事醫療或是研究醫學,他最初是想學考古,但是他認爲考古的學程太過緩慢,才決定先進醫學院研究免疫學,再把它用在考古人類學上。(圖/美聯社)
帕博的研究還發現,數十萬年來人類一些已經滅絕的親戚留下的古老基因,仍然對現代人類的生理造成影響。例如丹尼索瓦人的部份基因在藏族人中很常見,它讓藏人具有在高海拔地區生存的特殊優勢。而某些尼安德塔人的基因,至今也還在影響現代人對病毒與細菌感染的免疫反應。
帕博的研究充滿了學術上跨領域研究所形成的新思維,不僅是研究的範圍,也包括研究的方法。(圖/美聯社)
帕博的研究充滿了學術上跨領域研究所形成的新思維,不僅是研究的範圍,也包括研究的方法。從遺傳學方法來研究考古人類學,從考古人類學再跨向免疫學與滅絕生物學,這種跨學科的研究方式不僅使得單一學科研究減少了枯燥氛圍,也爲大量學科開了許多扇用不同思維方式進行研究的窗口。他在尼安德塔人基因研究的方法上,可以說已正式結合了考古人類學與遺傳學,成爲一個新的學門,這種研究途徑將來勢必會對生物、醫學、考古、遺傳等多種學科造成長遠的影響,也會成爲其他非生物醫學領域研究模仿的典範。