诺贝尔生医奖破解尼安德塔人与智人关系！古人类情愫瞒不过DNA？

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　　诺贝尔生医奖破解尼安德塔人与智人关系！古人类情愫瞒不过DNA？

　　你敢信吗Lu哥

　　2022-11-1619:52

　　安徽

　　科学领域创作者

　　你一定想不到影响一个人会不会得重症，其中一个因素在你出生前就被基因决定好了，而且

　　还是4万多年前已经灭绝的尼安德塔人基因，这是怎么回事？

　　这篇文章我们来介绍一下今年诺贝尔生理或医学奖得主帕博，他是如何靠着研究化石骨头，找到古代人类的DNA，甚至借此确认尼安德塔人居然跟我们的智人祖先有过情愫交流，繁殖过后代，而

　　这些基因差异又对现在的我们有什么影响呢？

　　古遗传学为什么会获得诺贝尔生医奖

　　2022年得到诺贝尔生理或医学奖的是古遗传学学者斯万特·帕博，遗传学就遗传学，加个古字比较厉害吗？什么是古遗传学呢？简单来说古遗传学就是考古加上遗传学，

　　利用考古学家挖出来的化石，再加上遗传学所使用的分子生物技术，尝试还原古代植物、动物甚至是人类的基因

　　，找出祖先们迁移的路径，回答人类从古至今的大疑问。

　　现代人从何而来？

　　古代人类又为什么会灭绝？我们是如何一路演化成现代智人的样子，

　　知道古人类基因对我们有什么帮助吗？

　　还真的有

　　近年尼安德塔人基因在医学上的研究有了惊人的发现，COVID19的症状轻重居然受到尼安德塔人的遗传影响，在人类的23对染色体当中，如果第3号染色体某一区的DNA讯息跟尼安德塔人一样的话，感染者就比较容易变成重症。而第12号染色体第一区如果有尼安德塔人的DNA讯息，则是会降低重症住院的几率。

　　不过请注意，这个研究是证实相关性，更多因果关系还需要更进一步的研究才能验证，而之所以能做这一连串的基因比对研究，是因为今年诺贝尔生医奖的得主帕博，他还原了已灭绝古代人的基因，其实基因工程的研究在近年应用十分广泛，科学家利用DNA的资料发现遗传疾病，免疫系统问题跟基因表现的关系，应用在疾病预防跟精准医疗上。

　　不过，知道古人类基因或许很重要，但要论及应用性的话，以mRNA制作疫苗的卡塔琳、韦斯曼，研究失智症的李文渝，或是对癌症筛检有所贡献的金恩，这些人都应该更热门，为什么是颁给古遗传学这么冷门的学科，我们先将古跟遗传学拆开，

　　把古放一边，先来看看遗传学跟诺贝尔奖的渊源。

　　19世纪中期，

　　奥地利科学家孟德尔提出许多遗传规则，

　　像是豌豆豆荚的形状，花的颜色等等性状会受到上一代影响，但到底是什么物质能让这些性状可以一代又一代的被遗传保留下来，却是一个谜。

　　直到美国

　　遗传学家托马斯·亨特·摩尔根

　　，他从果蝇身上发现遗传物质就是染色体，并且找到控制遗传的最小单位是基因，才知道原来这些肉眼看不见的基因正在默默影响着我们。就在1933年，诺贝尔生医奖开了先例，把奖颁给了遗传学者摩尔根，自此之后有关染色体的研究也开始出现在诺贝尔奖得奖名单之列了。

　　而今年荣获诺贝尔奖的帕博在古遗传学投入了40年，正是因为他找到了现代人身上有尼安德塔人的血统，让我们以此为线索接解答现代人从哪里来的大疑问，而帕博为什么愿意花那么多年的时间在古遗传学上呢？这条很少人走的路，他是怎么踏上的呢？

　　利用化石还原古代人类基因

　　要讲帕博跟古遗传学的渊源之前不得不提埃及，你一定有看过这个神秘的四角锥体，先进建筑结构的金字塔，还有这包着紧紧

　　4000年不腐的木乃伊，无论是科学家或是普罗大众都对古埃及文明十分好奇，而帕

　　博也是千千万万古埃及爱好者的其中之一，他大学攻读医学系，课余时间就到博物馆当义工整理文物，但由于古埃及的研究进度缓慢，虽然帕博很喜欢古文明，但是他也喜欢能够不断进步，更新更酷的技术跟研究。

　　那时候最热门的领域就是免疫学，所以帕博的博士阶段便选择往免疫学发展，利用当时先进的分子生物学来探索免疫学，成果后来被刊登在Cell等期刊，算是一帆风顺，但1984年，一件轰动学术界的研究发表，改变了帕博的人生轨迹，

　　已经灭绝100年的斑驴DNA片段被成功还原了。

　　注意了，这斑驴遗骸可是经过百年岁月，里面的DNA很可能会因为雨水或是氧气反应而分解消失，所以利用标本来还原DNA是一件很困难的事，但是科学家做到了，听到消息的帕博重新燃起对古文明的热情。他想

　　既然已经有科学家用动物遗骸还原了DNA，那我也可以找到木乃伊的DNA。

　　所以他毅然决然放下在免疫学的研究转换跑道到古遗传学，希望能

　　从基因发现人类演化的历史脉络。

　　值得注意的是这个决定其实很冒险，因为当时免疫学可是前途大好的学门，而古遗传学却只是刚起步的学科，也没有人成功还原过木乃伊的DNA，事情的确没想象中简单，帕博很快遇到第一个难关，木乃伊DNA实在是被污染的太严重了，木乃伊身上有太多其他人的基因，可能是盗墓者、采集人员甚至是研究人员的DNA，经过几年的研究，

　　木乃伊的基因序列重建

　　依然没有什么进展，卡在研究瓶颈的帕博开始重新思考。

　　如果想要找出人类迁徙演化的轨迹，一定非得要研究木乃伊吗？帕博

　　想到

　　或许可以从已知最早灭绝的智人近亲尼安德塔人开始

　　，找出一些人类演化的线索，既然目标明确就出发找化石来研究，但是化石研究是可遇不可求，得先要有研究材料，要判别挖掘出来的化石到底是尼安德塔人还是其他人种。

　　首先得先探测化石的年份，确定是距离现在大约28，000年前到40多万年前的古人类，再来从骨头形态来分辨，比如尼安德塔人的脸部、牙齿与下颌骨有特有的咀嚼构造，而且

　　他们的脑容量平均比现代人还要大。

　　在90年代，尼安德塔人跟智人的关系满布疑云，到底尼安德塔人是欧洲人的直系祖先，还是尼安德塔人早就灭绝，完全没有在智人身上留下DNA呢？各种可能的说法到处流窜。直到1997年，帕博将研究遗传学的方法，套用在考古的研究上，

　　利用PCR取得尼安德塔人的，还原出105个核苷酸的片段，找到DNA片段

　　，第一件事情就是要拿来跟现代智人做基因序列的比对，这才发现基因差异太大。

　　尼安德塔人基因跟现代人的基因差了4倍，

　　这样的实验结果显示尼安德塔人跟现代人没有血缘关系

　　，不过真的是这样吗？其实大多数的遗传讯息都是在细胞核的染色体中，所以要真正解答现代人有没有尼安德塔人的血统，必须得还原尼安德塔人的全部基因。

　　这可是巨大的工程，怎么说呢？虽然还没办法确切知道尼安德塔人有多少核苷酸的片段，但是

　　以现代智人来算，核苷酸ATCG就有30亿个，

　　因为技术的限制，帕博的研究一直没办法推进，研究所用的PCR技术在取样时会破坏稀少珍贵的化石，而且一次也只能还原出几百个核苷酸的片段，这让帕博一直想要找到其他更有效更先进的技术。

　　一直到2000年，

　　人类基因组草图首次公开利用俗称散弹枪定序法的次世代定序法

　　，将DNA序列都打碎，一次定序一大堆片段，再用电脑的演算法把序列像拼图一样一片片拼凑起来。帕博也想利用这个新技术定序尼安德塔人的基因，终于

　　他在2006年找到了100万个尼安德塔人的核苷酸，更在2010年

　　还原出尼安德塔人基因

　　，这可是

　　科学史上首次将灭绝古人类的基因还原，堪称巨大突破。

　　这次比对基因后发现，现代智人的细胞核染色体DNA有1%-

　　4%与

　　尼安德塔人相同，这代表我们智人祖先与尼安德塔人有过情欲交流，然而，

　　现代智人跟尼安德塔人在粒腺体DNA序列上依旧显示没有亲人关系，

　　这代表什么意思呢？

　　首先，粒线体DNA是母系遗传，换言之，你身上的粒线体DNA一定是来自于你妈妈的妈妈的妈妈，这么说，在远古时代尼安德塔人跟智人女之间交流的比较多，但是

　　科学家在Y染色体上并没有发现尼安德塔人的遗传讯息

　　，这就怪了，不管是母系的粒腺体，父系的Y染色体，来自尼安德塔版本的DNA，在现代智人身上都失传了，所以

　　说我们既没有尼安德塔妈妈也没有尼安德塔爸爸，可是大家都有尼安德塔DNA，这是怎么回事？

　　可能单纯是几率问题就刚好失传了，因为非成对的

　　Y

　　染色体跟

　　腺体

　　DNA要么是全有，要么是全无，

　　代遗传过程中彻底失传就没有了

　　，而成对的其他染色体可以互换，有一部分还能保存下去，所以才会看到有

　　1%

　　4%与尼安德塔人相同的序列遗传下来。

　　当然

　　我们也不能排除一个可能性，就是

　　尼尼

　　版本的

　　粒腺体

　　Y

　　染色体在某些方面与智

　　相比被天

　　淘汰了，这依然是个谜题，你觉得

　　呢？