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本文来自微信公众号:果壳 (ID:Guokr42),作者:苏七年、游识猷、odette、小毛巾、Owl,原文标题:《这个诺奖得主曾经登上了〈花花公子〉,但登的不是他的艳照,而是……》,题图来自:nobelprize.org


刚刚公布的2022年诺贝尔生理学或医学奖得主,是斯万特·帕博(Svante Pääbo)博士。


在诺奖的官方新闻稿中,他的研究催生了全新的学科领域:古基因组学,并揭示了现代人类与已灭绝的基因差异。


这位一人独享诺奖的古人类遗传学大佬,到底是什么来头?


随母姓,父亲也是诺奖得主


斯万特·帕博的姓氏来自于母亲,卡琳·帕博(Karin Pääbo),因为他是父亲苏恩·伯格斯特龙(Sune Bergström)的私生子。


他曾回忆说,“我从小和我母亲一起长大,父亲和母亲没有结婚。我母亲是个化学家,在工业界工作,我爸爸有另一个家庭……”


卡琳曾在苏恩的实验室工作,在后者已经结婚生子的情况下,两人不仅有了恋情,还有了斯万特。之后,他的母亲离开了实验室,终身未婚。


某种程度上,父亲并没有在小斯万特的成长中缺席。每个星期六,斯万特的父亲都会来见斯万特,带斯万特去森林里散步,或者去一些他认为不会被认出来的其他地方。


在斯万特还是个孩子的时候,他没有为这种安排感到特别困扰,长大后,他感觉这很奇怪,会威胁要敲开父亲家的门,说他的兄弟必须知道这件事。他的父亲答应了,但并未兑现诺言。直到2004年,苏恩去世前不久,同父异母的兄弟才知道了斯万特的存在。


抛开这些有点复杂的家庭关系,斯万特·帕博他们家可以说是科研世家,父亲曾是诺贝尔基金会的主席,1982年和他人一起因为对前列腺素的研究获得了诺贝尔生理学与医学奖。


这是他爹,父子俩隔了30年拿了同一个诺贝尔奖


母亲是爱沙尼亚难民出身的困难开局,却能凭自身才智跻身瑞典顶尖的研究所,爷爷也是一名杰出的数学家,如若不是30岁时死于西班牙大流感,很有可能会青史留名。(这一家子吧,乱可能乱点,但科学家的天赋确实点满了...…)


自己的爱情故事也很多波折


1990年,帕博得到了一个搬去德国的机会。


当时,德国的一位遗传学教授邀请他开设学术研讨会,并且告知他一年后将会有一个助理教授的职位可供申请。帕博着手准备申请,因为那时他的女朋友刚好在慕尼黑。


可在他递交了申请,并最终通过后,他已经“没有女朋友”了。


帕博这辈子既有男朋友也有女朋友,直到他遇到琳达·魏吉兰特(Linda Vigilant)


琳达是灵长类动物方向的知名科学家之一,曾在加州大学伯克利分校攻读博士学位。彼时帕博正在伯克利的生物化学系进行博士后研究。


在《尼安德特人》书中,帕博写道,琳达每天骑摩托车来实验室,自己被琳达“男孩般的可爱相貌和智慧吸引”。不过琳达当时和研究组里的另一位男士结婚,并搬去了宾夕法尼亚州立大学。


没多久,帕博离开伯克利回到了慕尼黑。琳达和家人在休假期间刚好也来到慕尼黑,于是两人有了更多的交流。在一次电影之夜,帕博和琳达的膝盖偶然地碰在了一起,很快,他们握住了彼此的双手。


不过还好,琳达其实在很早的时候就向丈夫袒露了内心的想法,使得这场“危机”没有更糟。在帕博的研究所启动时,琳达一家都搬来并加入了帕博的研究所。琳达当时的丈夫也找到了新的爱情,而帕博和琳达也最终走到了一起。


今年颁奖时,诺贝尔奖官方发布了一张得知自己得奖后的帕博的照片,并配文:(帕博)在震惊片刻后,第一件事就是想问能否将这个消息与自己的妻子琳达分享。


而这张开心的配图,正是由琳达拍摄的。


图|@The Nobel Prize/Twitter


爱说“酷”的语言高手


身为瑞典人的斯万特完全没有语言上的困扰。他会说德语、瑞典语和英语,还会读俄语、法语、拉丁语、科普特语(Coptic,晚期古埃及语)和圣书体(Hieroglyphics,古埃及象形文字)


在英语当中,他最喜欢的词语之一就是酷(cool),对他来说,“尼安德特人的DNA 似乎是最酷的东西”,“能够复活数十万年前基因组,这很酷”,“尼安德特人为生活在今天的人们贡献了DNA,这酷毙了”。


在谈到自己的科研追求时,他也用酷做了总结:“我们(人类)在某些方面是疯狂的。是什么推动了它?我真的很想了解这个问题。知道这件事真的非常、非常酷。”


喜欢用酷这个词的斯万特,本身也是一个很酷的人呢!


转过好几次专业


最早时,帕博其实是想研究木乃伊。


13岁时,他和母亲一起去埃及旅游,立刻就被金字塔、木乃伊给迷住了。他立志成为一名埃及古物学家,并在20岁时进入瑞典的乌普萨拉大学攻读埃及学学位。


不幸的是,他很快发现,埃及学不是让你去在沙漠里寻找失落的古墓,而是在研究象形文字的语法结构之类。于是为了在毕业后能有份真正的工作,帕博转专业去读了医学。


到了读博时,他又转去了分子遗传学。他的读博课题是腺病毒,那是一种会引起腹泻、感冒等症状的病毒。帕博就研究这种病毒与人体免疫系统的相互作用。


不过,他其实有个瞒着博导的秘密。在晚上和周末,他还在自己偷偷做一个副项目——从多个木乃伊里收集软组织,并试着从这项样本中提取DNA。


(对木乃伊可以说是真爱。)


新研究源自……臭得要命的牛肝


1981年的夏天,瑞典乌普萨拉大学的一个实验室臭气熏天。


这股臭味来自帕博的实验,他在捣鼓一块腐烂的肝脏。


当时,没有人知道层层包裹的千年木乃伊里是不是还有遗传物质,所以帕博决定拿牛肝先做个实验。


他把牛肝放进实验室的烤箱里加热到50℃,让其木乃伊化。几天之后,肝脏变得坚硬、干燥,变成了黑褐色,帕博成功在里面提取到了DNA。


实验成功之后,帕博开始真刀真枪,直接上手真·木乃伊。


最初的样本来自他的一位朋友罗斯季斯拉夫·霍尔特尔(Rostislav Holthoer),是芬兰的埃及古物学者,也是一家博物馆馆长,博物馆里收集了一些木乃伊。


罗斯季斯拉夫虽然不让帕博对他的木乃伊开膛破肚,但允许帕博从一些木乃伊的断裂处取样进行DNA提取。


可惜的是,这些粉得掉渣的木乃伊样本里,经过检验后,除了看到一坨棕色的东西,啥也没有。


沮丧的帕博扩大了木乃伊样本的搜索范围, 在朋友的帮助下,找到了收藏大量木乃伊的德国国家博物馆群。在那里取得的样本里,帕博真的发现了木乃伊的DNA。


木乃伊让他进入了古基因学的领域


当帕博把木乃伊里能克隆出的基因建了一个分子文库,正想给《自然》投稿时,他发现有人先发了类似的研究。


1984年,《自然》发表了美国加州大学柏克莱分校的艾伦·威尔逊(Allan Wilson)的一篇论文,讲的是从一只100年多前的斑驴(此物种已灭绝)中提取DNA。


帕博对于“被抢发”了很伤心,但他觉得对方可能会对自己的研究感兴趣,就把自己的论文寄给了威尔逊。


威尔逊显然对帕博的论文印象深刻,他甚至以为帕博是个博导,称呼他为“教授”,表示自己想去帕博的实验室访问。


帕博赶紧回信说,虽然您的想法不太可能,因为我甚至还不是博士,但我能不能去您那做个博后呢?


威尔逊的实验室再适合帕博不过,那里几乎是唯一一个专门研究古代基因的地方,用着当年刚出现的PCR技术。从此,帕博迎来了真正的职业生涯转折点,他的研究也走上了快车道。


1985年,帕博的木乃伊研究同样发表在《自然》期刊上,他从一个大概2400年历史的儿童木乃伊左小腿的皮肤里,克隆出了长达3400碱基的DNA片段。


研究高手兼社交高手


古人类遗传学的研究难点主要有两个:


1. 如何区分真正的古人类基因与外来基因——古代的其他生物基因、现代的人类基因、现代的其他生物基因……都会带来污染和噪音;


2. 如何说服别人让你研究珍贵的样本。


任何古代样本都是用一点少一点、不可再生、不可复制的存在。而要研究其中的基因,则必然要对样本进行损耗和破坏。


帕博在开创研究方法和搞到研究样本上都是高手。


早在研究木乃伊的阶段,他就能说服木乃伊博物馆的馆长让他从木乃伊的断裂处取样,取一小块皮肤或肌肉组织,进行DNA 提取。


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1996年,他说服了德国博物馆的馆长,允许他取出一小块尼安德特人标本的肱骨进行研究,正是这次研究开启了尼安德特人基因研究的先河。


他和俄罗斯的古人类学家合作,因此获得了西伯利亚丹尼索瓦洞穴中挖掘出的女孩小指骨。于是全世界知道了丹尼索瓦人。


先说大话,再埋头干


帕博自己回忆说,在公开表示要测序尼安德特人的基因组时,他知道做成这件事需要三样东西:大量研究资金,许许多多的测序仪,还有保存良好的尼安德特人骨头——这三样东西他全都没有,但幸运的是,只有他自己知道他啥都没有。


他最后成功了。


1997年,帕博首次确定了第一个来自尼安德特人的基因序列。通过比较尼安德特人和现代人的DNA,他首次证明尼安德特人不是现代人类进化中缺失的一环,而是一个不同的分支。


2010年,帕博首次绘出了尼安德特人完整的基因组草图。这种高质量的史前人类基因组序列,能帮助重建人类的演化历史。


蹲下来让尼安德特人显得高一点|thanhniennews.com


他还发现,尼安德特人和早期现代人之间曾经有过杂交。


虽然非洲人和尼安德特人的基因没有相似之处,但在非洲之外的现代人类,其基因组中有1%~4%的DNA 来自尼安德特人。他还测序了一位距今4.5万年前的西伯利亚男性,发现他的体内有相对较长的尼安德特人基因,意味着此人的祖先大概在距今5~6万年前与尼安德特人生下了混血宝宝。


也就是说,现代人类的演化史,不是纯粹的“走出非洲”,而是“走出非洲,并顺便交往了一些尼安德特人”。


上过《花花公子》


没错,那个男性成人杂志。


不过登上《花花公子》的不是帕博的果照(误),而是他正儿八经的关于尼安德特人的研究。帕博也说,“这可能是我唯一一次出现在《花花公子》上的机会”,所以他接受了采访。


这个杂志写了4页长的故事,名为《尼安德特人之爱:你愿意与这样的女人睡觉吗?》,附上的插图里是一个健壮又浑身脏兮兮的女人在挥舞长矛。


这让帕博想起了曾经有很多人给自己写信,有47人告诉他自己是尼安德特人,里面有46位是男性;也有12名女性给他写信,倒不是觉得自己是尼安德特人,而是认为自己的配偶是尼安德特人!


到底是谁觉得自己长这样啊?!|wikimedia commons


发现不止一种的史前人类


2010年,帕博测序鉴定了西伯利亚的丹尼索瓦洞穴中发现的一截超过3万年的指骨,发现了又一种史前人类——丹尼索瓦人。他的后续研究显示,澳大利亚原住民、新几内亚和菲律宾人群里都有来自丹尼索瓦人的基因。


他还发现,尼安德特人和丹尼索瓦人传给我们的基因变异体在今天依然具有重要的生理效应,因为它们会影响我们对疾病的易感性,如糖尿病、过敏、血栓和溃疡。


比如说,2020年他的一个新研究发现,比起现代人类,尼安德特人很可能更怕疼,因为基因突变使得他们对痛更敏感。


关键就在于一个叫NaV1.7的蛋白,这个蛋白起的作用有点类似疼痛信号的“音量调节旋钮”。如果这个蛋白完全失活,那么疼痛信号就像被静音一样,这个人可能根本感觉不到疼痛。


而尼安德特人普遍携带两个拷贝的“大音量”NaV1.7蛋白基因。这种“大音量”基因在现代人里并不多见,在现代英国人的基因组数据库里,只有大概0.4%的人携带一个拷贝的“大音量”基因,这些人在生活里报告疼痛的概率比没有该版本基因的人高7%左右。


比较现代人类与猿类的基因


帕博曾研究过FOXP2基因,这个基因与大脑发育有关,也与语言发音有关,这个基因突变的人往往有语言障碍。


他发现,在大概20万年前,人类的FOXP2基因发生突变,改变了两个氨基酸。这个突变可能给予了人类在语言上面的特殊禀赋,也是人类演化的一个关键。


不看好“复活恐龙”


除了史前人类,帕博也会顺便测一些他感兴趣的其他古代生物,比如猛犸、地懒、袋狼和古玉米。


不过,他认为“复活恐龙”很难实现。


水、氧气和本底辐射都会让DNA分解,即使是极其干燥或者极其寒冷的地方,DNA最多也就存在几十万年。


帕博说,“从一个已经分解成小片段的基因组里克隆出生物,恐怕是不太可能的。而且根据我们对DNA的化学稳定性的了解,大概只有一百万年内的序列可能被恢复,因此恐龙的DNA是无法获得的。”


觉得古生物学家太爱吵架


帕德说自己是个古生物学的门外汉,同时惊诧于这个领域的科学家怎么那么爱吵架。


为啥像分子生物学这样的领域就没有争得这么凶呢?他觉得这是因为古生物学这门科学证据太不完备了,世界上的古生物学家简直比重要的化石还要多。要想在这个领域成名,就要给现存的化石找到新的解释,而新解释往往跟前人的解释是矛盾的,前人恐怕不会喜欢。


很多别的学科中,人们也会有分歧,但是至少大家大体会同意应该去收集什么样的数据来解决问题,没人想太走极端,因为一两年以后可能会被数据打脸。


但是,在古生物学领域,你不知道自己会找到什么证据,大部分情况下,你不能定向验证自己的假说,这简直就像社会人类学或者政治学——只有比别人叫得更大声或者听起来更有说服力,才能赢。


这大概就是古生物学家那么爱吵架的原因吧。


开发新方法,重视技术细节


帕博不断开发研究古代基因组的新方法,也是因为有了这些新方法,他得以不断拓展我们对史前人类和现代人类的认知。


帕博搭建了研究古DNA的超净室,并在实践中摸索出了超净室的工作规则。


2013年,帕博解码了一个40万年前的西班牙原始人的线粒体基因组,这项研究引起了轰动,因为这种年代的DNA此前只能从永久冻土地区的化石中获得。


帕博把新技术比作小宝宝,“你把这个小宝宝带到这个世界上,你试图教育它,告诉它应该做什么,但它并不总是像你教它的那样做。有时候,人们发表的工作让你对结果不那么放心,这可能会令人沮丧。”


有非常优秀的中国学生


我国古遗传学家付巧妹,正是师从斯万特·帕博。


现在,付巧妹已经是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室主任,发表了多项影响重大的古人类DNA研究。


帕博的中国学生付巧妹丨CCTV《面对面》


对人类来说,最重要的事情之一始终是,认识你自己。


今年67岁的帕博仍是一个活跃的研究者,他依然期待着去发现世上埋藏的、不为人知的古人类遗骨,每一块遗骨都可能成为一块珍贵的拼图。


帕博所开创的这个领域,将让我们越来越清晰地理解,人类从何而来,又因何为人。


参考文献

[1](瑞典)斯万特·帕博著.尼安德特人. 杭州:浙江教育出版社, 2019.02.

[2]The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022, https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/press-medicine2022.pdf

[3]Geneticist Svante Pääbo to Receive 2018 Nierenberg Prize for Science in the Public Interest. (2018). Retrieved from https://scripps.ucsd.edu/news/geneticist-svante-paabo-receive-2018-nierenberg-prize-science-public-interest

[4]DNA中的私通| 果壳 科技有意思. Retrieved from https://www.guokr.com/article/436828

[5]Zagorski, N. (2006). Profile of Svante Pääbo. Proceedings of the National Academy of Sciences, 103(37), 13575–13577. doi: 10.1073/pnas.0606596103

[6]Zeberg, H., Dannemann, M., Sahlholm, K., Tsuo, K., Maricic, T., Wiebe, V., ...Pääbo, S. (2020). A Neanderthal Sodium Channel Increases Pain Sensitivity in Present-Day Humans. Current Biology, 30(17), 3465–3469.e4. doi: 10.1016/j.cub.2020.06.045

[7]Callaway, E. (2020). Neanderthal gene linked to increased pain sensitivity. Nature. doi: 10.1038/d41586-020-02202-x

[8]Japan Prize 2020 goes to Svante Pääbo. (2020). Retrieved fromhttps://www.mpg.de/14440420/paeaebo-japan-prize-2020

[9]陈晓雪, 透过基因揭示人类演化之谜的世界权威| 独家专访,知识分子 https://mp.weixin.qq.com/s/T3lMLTeL2e-F_Tf23NGGJQ

[10]Gitschier, J. (2008). Imagine: an interview with svante pääbo. PLoS Genetics, 4(3), e1000035.

Dickman, S. (1998). Svante Pääbo: pushing ancient DNA to the limit. Current biology, 8(10), R329-R330.

[11]McKie, R. (2018). Svante Pääbo: the DNA hunter taking us back to our roots. the Guardian. Retrieved from https://www.theguardian.com/science/2014/feb/15/svante-paabo-dna-neanderthal-genetics

[12]Paabo, S. (2014). Opinion | Neanderthals Are People, Too. New York Times. Retrieved from https://www.nytimes.com/2014/04/25/opinion/neanderthals-are-people-too.html

[13]Dickman, S. (1998). Svante Pääbo: pushing ancient DNA to the limit. Current biology, 8(10), R329-R330.

[14]McKie, R. (2018). Svante Pääbo: the DNA hunter taking us back to our roots. the Guardian. Retrieved from https://www.theguardian.com/science/2014/feb/15/svante-paabo-dna-neanderthal-genetics

[15]Nast, C. (2011). Sleeping with the Enemy. New Yorker. Retrieved from https://www.newyorker.com/magazine/2011/08/15/sleeping-with-the-enemy

[16]An Interview with Svante Pääbo . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2274957/

Following a long road to ancient DNA. https://arstechnica.com/science/2014/02/following-a-long-road-to-ancient-dna/

[17]MAPPING THE NEANDERTHAL GENOME: A Conversation with Svante Pääbo

https://www.edge.org/conversation/svante_paabo-mapping-the-neanderthal-genome


明后两天,2022年诺贝尔奖还将公布物理奖和化学奖。果壳依然会跟你一起等待诺奖的结果,并在第一时间发布最靠谱的诺奖解读。


本文来自微信公众号:果壳 (ID:Guokr42),作者:苏七年、游识猷、odette、小毛巾、Owl

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