這個諾獎得主曾經登上了《花花公子》,但登的不是他的豔照,而是……

剛剛公佈的2022年諾貝爾生理學或醫學獎得主,是斯萬特·帕博(Svante Pääbo)博士。

在諾獎的官方新聞稿中,他的研究催生了全新的學科領域:古基因組學,並揭示了現代人類與已滅絕的基因差異。

這位一人獨享諾獎的古人類遺傳學大佬,到底是什麼來頭?

(註:題圖是我們自己P的)

隨母姓,父親也是諾獎得主

斯萬特·帕博的姓氏來自於母親,卡琳·帕博(Karin Pääbo),因為他是父親蘇恩·伯格斯特龍(Sune Bergström)的私生子

他曾回憶說,“我從小和我母親一起長大,父親和母親沒有結婚。我母親是個化學家,在工業界工作,我爸爸有另一個家庭……”

卡琳曾在蘇恩的實驗室工作,在後者已經結婚生子的情況下,兩人不僅有了戀情,還有了斯萬特。之後,他的母親離開了實驗室,終身未婚。

某種程度上,父親並沒有在小斯萬特的成長中缺席。每個星期六,斯萬特的父親都會來見斯萬特,帶斯萬特去森林裡散步,或者去一些他認為不會被認出來的其他地方。

在斯萬特還是個孩子的時候,他沒有為這種安排感到特別困擾,長大後,他感覺這很奇怪,會威脅要敲開父親家的門,說他的兄弟必須知道這件事。他的父親答應了,但並未兌現諾言。直到2004年,蘇恩去世前不久,同父異母的兄弟才知道了斯萬特的存在

拋開這些有點複雜的家庭關係,斯萬特·帕博他們家可以說是科研世家,父親曾是諾貝爾基金會的主席,1982年和他人一起因為對前列腺素的研究獲得了諾貝爾生理學與醫學獎

這是他爹,父子倆隔了30年拿了同一個諾貝爾獎

母親是愛沙尼亞難民出身的困難開局,卻能憑自身才智躋身瑞典頂尖的研究所,爺爺也是一名傑出的數學家,如若不是30歲時死於西班牙大流感,很有可能會青史留名。

(這一家子吧,亂可能亂點,但科學家的天賦確實點滿了…)

自己的愛情故事也很多波折

1990年,帕博得到了一個搬去德國的機會。

當時,德國的一位遺傳學教授邀請他開設學術研討會,並且告知他一年後將會有一個助理教授的職位可供申請。帕博著手準備申請,因為那時他的女朋友剛好在慕尼黑

可在他遞交了申請,並最終通過後,他已經“沒有女朋友”了

帕博這輩子既有男朋友也有女朋友,直到他遇到琳達·魏吉蘭特(Linda Vigilant)。

琳達是靈長類動物方向的知名科學家之一,曾在加州大學伯克利分校攻讀博士學位。彼時帕博正在伯克利的生物化學系進行博士後研究。

在《尼安德塔人》書中,帕博寫道,琳達每天騎摩托車來實驗室,自己被琳達“男孩般的可愛相貌和智慧吸引”。不過琳達當時和研究組裡的另一位男士結婚,並搬去了賓夕法尼亞州立大學。

沒多久,帕博離開伯克利回到了慕尼黑。琳達和家人在休假期間剛好也來到慕尼黑,於是兩人有了更多的交流。在一次電影之夜,帕博和琳達的膝蓋偶然地碰在了一起,很快,他們握住了彼此的雙手

不過還好,琳達其實在很早的時候就向丈夫袒露了內心的想法,使得這場“危機”沒有更糟。在帕博的研究所啟動時,琳達一家都搬來並加入了帕博的研究所。琳達當時的丈夫也找到了新的愛情,而帕博和琳達也最終走到了一起。

今年頒獎時,諾貝爾獎官方發佈了一張得知自己得獎後的帕博的照片,並配文:(帕博)在震驚片刻後,第一件事就是想問能否將這個消息與自己的妻子琳達分享。

而這張開心的配圖,正是由琳達拍攝的。

圖|@The Nobel Prize/Twitter

愛說“酷”的語言高手

身為瑞典人的斯萬特完全沒有語言上的困擾。他會說德語、瑞典語和英語,還會讀俄語、法語、拉丁語、科普特語(Coptic,晚期古埃及語)和聖書體(Hieroglyphics,古埃及象形文字)

在英語當中,他最喜歡的詞語之一就是酷(cool),對他來說,“尼安德塔人的DNA 似乎是最酷的東西”,“能夠復活數十萬年前基因組,這很酷”,“尼安德塔人為生活在今天的人們貢獻了DNA,這酷斃了”。

在談到自己的科研追求時,他也用酷做了總結:“我們(人類)在某些方面是瘋狂的。是什麼推動了它?我真的很想瞭解這個問題。知道這件事真的非常、非常酷。”

喜歡用酷這個詞的斯萬特,本身也是一個很酷的人呢!

轉過好幾次專業

最早時,帕博其實是想研究木乃伊。

13歲時,他和母親一起去埃及旅遊,立刻就被金字塔、木乃伊給迷住了。他立志成為一名埃及古物學家,並在20歲時進入瑞典的烏普薩拉大學攻讀埃及學學位

不幸的是,他很快發現,埃及學不是讓你去在沙漠裡尋找失落的古墓,而是在研究象形文字的語法結構之類。於是為了在畢業後能有份真正的工作,帕博轉專業去讀了醫學

到了讀博時,他又轉去了分子遺傳學。他的讀博課題是腺病毒,那是一種會引起腹瀉、感冒等症狀的病毒。帕博就研究這種病毒與人體免疫系統的相互作用。

不過,他其實有個瞞著博導的秘密。在晚上和週末,他還在自己偷偷做一個副項目——從多個木乃伊裡收集軟組織,並試著從這項樣本中提取DNA

(對木乃伊可以說是真愛。)

新研究源自……臭得要命的牛肝

1981年的夏天,瑞典烏普薩拉大學的一個實驗室臭氣熏天。

這股臭味來自帕博的實驗,他在搗鼓一塊腐爛的肝臟

當時,沒有人知道層層包裹的千年木乃伊裡是不是還有遺傳物質,所以帕博決定拿牛肝先做個實驗

他把牛肝放進實驗室的烤箱裡加熱到50℃,讓其木乃伊化。幾天之後,肝臟變得堅硬、乾燥,變成了黑褐色,帕博成功在裡面提取到了DNA

實驗成功之後,帕博開始真刀真槍,直接上手真·木乃伊

最初的樣本來自他的一位朋友羅斯季斯拉夫·霍爾特爾(Rostislav Holthoer),是芬蘭的埃及古物學者,也是一家博物館館長,博物館裡收集了一些木乃伊。

羅斯季斯拉夫雖然不讓帕博對他的木乃伊開膛破肚,但允許帕博從一些木乃伊的斷裂處取樣進行DNA提取。

可惜的是,這些粉得掉渣的木乃伊樣本裡,經過檢驗後,除了看到一坨棕色的東西,啥也沒有。

沮喪的帕博擴大了木乃伊樣本的搜尋範圍, 在朋友的幫助下,找到了收藏大量木乃伊的德國國家博物館群。在那裡取得的樣本裡,帕博真的發現了木乃伊的DNA

木乃伊讓他進入了古基因學的領域

當帕博把木乃伊裡能克隆出的基因建了一個分子文庫,正想給《自然》投稿時,他發現有人先發了類似的研究

1984年,《自然》發表了美國加州大學柏克萊分校的艾倫·威爾遜(Allan Wilson)的一篇論文,講的是從一隻100年多前的斑驢(此物種已滅絕)中提取DNA。

帕博對於“被搶發”了很傷心,但他覺得對方可能會對自己的研究感興趣,就把自己的論文寄給了威爾遜

威爾遜顯然對帕博的論文印象深刻,他甚至以為帕博是個博導,稱呼他為“教授”,表示自己想去帕博的實驗室訪問。

帕博趕緊回信說,雖然您的想法不太可能,因為我甚至還不是博士,但我能不能去您那做個博後呢?

圖丨Karsten Möbius

威爾遜的實驗室再適合帕博不過,那裡幾乎是唯一一個專門研究古代基因的地方,用著當年剛出現的PCR技術。從此,帕博迎來了真正的職業生涯轉折點,他的研究也走上了快車道

1985年,帕博的木乃伊研究同樣發表在《自然》期刊上,他從一個大概2400年歷史的兒童木乃伊左小腿的皮膚裡,克隆出了長達3400鹼基的DNA片段。

研究高手兼社交高手

古人類遺傳學的研究難點主要有兩個:

1,如何區分真正的古人類基因與外來基因——古代的其他生物基因、現代的人類基因、現代的其他生物基因……都會帶來污染和噪音;

2,如何說服別人讓你研究珍貴的樣本。

任何古代樣本都是用一點少一點、不可再生、不可複製的存在。而要研究其中的基因,則必然要對樣本進行損耗和破壞

帕博在開創研究方法和搞到研究樣本上都是高手。

早在研究木乃伊的階段,他就能說服木乃伊博物館的館長讓他從木乃伊的斷裂處取樣,取一小塊皮膚或肌肉組織,進行DNA 提取。

1996年,他說服了德國博物館的館長,允許他取出一小塊尼安德塔人標本的肱骨進行研究,正是這次研究開啟了尼安德塔人基因研究的先河。

他和俄羅斯的古人類學家合作,因此獲得了西伯利亞丹尼索瓦洞穴中挖掘出的女孩小指骨。於是全世界知道了丹尼索瓦人。

先說大話,再埋頭干

帕博自己回憶說,在公開表示要測序尼安德塔人的基因組時,他知道做成這件事需要三樣東西:大量研究資金,許許多多的測序儀,還有保存良好的尼安德塔人骨頭——這三樣東西他全都沒有,但幸運的是,只有他自己知道他啥都沒有

他最後成功了

1997年,帕博首次確定了第一個來自尼安德塔人的基因序列。通過比較尼安德塔人和現代人的DNA,他首次證明尼安德塔人不是現代人類進化中缺失的一環,而是一個不同的分支。

2010年,帕博首次繪出了尼安德塔人完整的基因組草圖。這種高品質的史前人類基因組序列,能幫助重建人類的演化歷史。

蹲下來讓尼安德塔人顯得高一點|thanhniennews.com

他還發現,尼安德塔人和早期現代人之間曾經有過雜交

雖然非洲人和尼安德塔人的基因沒有相似之處,但在非洲之外的現代人類,其基因組中有1%~4%的DNA 來自尼安德塔人。他還測序了一位距今4.5萬年前的西伯利亞男性,發現他的體內有相對較長的尼安德塔人基因,意味著此人的祖先大概在距今5~6萬年前與尼安德塔人生下了混血寶寶。

也就是說,現代人類的演化史,不是純粹的“走出非洲”,而是“走出非洲,並順便交往了一些尼安德塔人”。

上過《花花公子》

沒錯,那個男性成人雜誌。

不過登上《花花公子》的不是帕博的裸照(誤),而是他正兒八經的關於尼安德塔人的研究。帕博也說,“這可能是我唯一一次出現在《花花公子》上的機會”,所以他接受了採訪。

這個雜誌寫了4頁長的故事,名為《尼安德塔人之愛:你願意與這樣的女人睡覺嗎?》,附上的插圖裡是一個健壯又渾身髒兮兮的女人在揮舞長矛。

這讓帕博想起了曾經有很多人給自己寫信,有47人告訴他自己是尼安德塔人,裡面有46位是男性;也有12名女性給他寫信,倒不是覺得自己是尼安德塔人,而是認為自己的配偶是尼安德塔人!

到底是誰覺得自己長這樣啊?!|wikimedia commons

發現不止一種的史前人類

2010年,帕博測序鑑定了西伯利亞的丹尼索瓦洞穴中發現的一截超過3萬年的指骨,發現了又一種史前人類——丹尼索瓦人。他的後續研究顯示,澳大利亞原住民、新幾內亞和菲律賓人群裡都有來自丹尼索瓦人的基因。

他還發現,尼安德塔人和丹尼索瓦人傳給我們的基因變異體在今天依然具有重要的生理效應,因為它們會影響我們對疾病的易感性,如糖尿病、過敏、血栓和潰瘍。

和顱骨對視喜笑顏開|Frank Vinken

比如說,2020年他的一個新研究發現,比起現代人類,尼安德塔人很可能更怕疼,因為基因突變使得他們對痛更敏感。

關鍵就在於一個叫NaV1.7的蛋白,這個蛋白起的作用有點類似疼痛訊號的“音量調節旋鈕”。如果這個蛋白完全失活,那麼疼痛訊號就像被靜音一樣,這個人可能根本感覺不到疼痛。

而尼安德塔人普遍攜帶兩個複製的“大音量”NaV1.7蛋白基因。這種“大音量”基因在現代人裡並不多見,在現代英國人的基因組資料庫裡,只有大概0.4%的人攜帶一個複製的“大音量”基因,這些人在生活裡報告疼痛的機率比沒有該版本基因的人高7%左右。

比較現代人類與猿類的基因

帕博曾研究過FOXP2基因,這個基因與大腦發育有關,也與語言發音有關,這個基因突變的人往往有語言障礙。

他發現,在大概20萬年前,人類的FOXP2基因發生突變,改變了兩個氨基酸。這個突變可能給予了人類在語言上面的特殊稟賦,也是人類演化的一個關鍵

不看好“復活恐龍”

除了史前人類,帕博也會順便測一些他感興趣的其他古代生物,比如猛獁、地懶、袋狼和古玉米。

不過,他認為“復活恐龍”很難實現

水、氧氣和本底輻射都會讓DNA分解,即使是極其乾燥或者極其寒冷的地方,DNA最多也就存在幾十萬年

帕博說,“從一個已經分解成小片段的基因組裡克隆出生物,恐怕是不太可能的。而且根據我們對DNA的化學穩定性的瞭解,大概只有一百萬年內的序列可能被恢復,因此恐龍的DNA是無法獲得的。”

覺得古生物學家太愛吵架

帕德說自己是個古生物學的門外漢,同時驚詫於這個領域的科學家怎麼那麼愛吵架

為啥像分子生物學這樣的領域就沒有爭得這麼凶呢?他覺得這是因為古生物學這門科學證據太不完備了,世界上的古生物學家簡直比重要的化石還要多。要想在這個領域成名,就要給現存的化石找到新的解釋,而新解釋往往跟前人的解釋是矛盾的,前人恐怕不會喜歡。

很多別的學科中,人們也會有分歧,但是至少大家大體會同意應該去收集什麼樣的資料來解決問題,沒人想太走極端,因為一兩年以後可能會被資料打臉。

但是,在古生物學領域,你不知道自己會找到什麼證據,大部分情況下,你不能定向驗證自己的假說,這簡直就像社會人類學或者政治學——只有比別人叫得更大聲或者聽起來更有說服力,才能贏

這大概就是古生物學家那麼愛吵架的原因吧。

開發新方法,重視技術細節

帕博不斷開發研究古代基因組的新方法,也是因為有了這些新方法,他得以不斷拓展我們對史前人類和現代人類的認知。

帕博搭建了研究古DNA的超淨室,並在實踐中摸索出了超淨室的工作規則

2013年,帕博解碼了一個40萬年前的西班牙原始人的線粒體基因組,這項研究引起了轟動,因為這種年代的DNA此前只能從永久凍土地區的化石中獲得。

帕博把新技術比作小寶寶,“你把這個小寶寶帶到這個世界上,你試圖教育它,告訴它應該做什麼,但它並不總是像你教它的那樣做。有時候,人們發表的工作讓你對結果不那麼放心,這可能會令人沮喪。”

有非常優秀的中國學生

我國古遺傳學家付巧妹,正是師從斯萬特·帕博

現在,付巧妹已經是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所古DNA實驗室主任,發表了多項影響重大的古人類DNA研究。

帕博的中國學生付巧妹丨CCTV《面對面》

對人類來說,最重要的事情之一始終是,認識你自己。

今年67歲的帕博仍是一個活躍的研究者,他依然期待著去發現世上埋藏的、不為人知的古人類遺骨,每一塊遺骨都可能成為一塊珍貴的拼圖。

帕博所開創的這個領域,將讓我們越來越清晰地理解,人類從何而來,又因何為人。

參考文獻

[1](瑞典)斯萬特·帕博著.尼安德塔人. 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| 果殼 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]陳曉雪, 透過基因揭示人類演化之謎的世界權威| 獨家專訪,知識分子 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.

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[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.

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[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

明後兩天,2022年諾貝爾獎還將公佈物理獎化學獎。果殼依然會跟你一起等待諾獎的結果,並在第一時間發佈最靠譜的諾獎解讀。

封面圖來源:封面圖是P的,不是原圖

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