诺贝尔医学奖授予进化研究 Pääbo的开创性研究

2022 年 10 月 3 日星期一，诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家 Svante Pääbo，以表彰他关

于人类进化的发现。

瑞典科学家 Svante Pääbo 周一获得了今年的诺贝尔医学奖。该奖项的小组说，因为他在人类进

化方面的发现为我们的免疫系统提供了关键见解，以及与我们已灭绝的表亲相比，我们的独特之

处。

Pääbo 率先开发了新技术，使研究人员能够比较现代人类和其他古人类——尼安德特人和丹尼索

瓦人——的基因组。

诺贝尔委员会主席 Anna Wedell 指出：Svante Pääbo 的开创性发现为我们的进化史提供了重要

的新知识。

虽然尼安德特人的骨头在 19 世纪中叶首次被发现，但科学家们只有通过解锁它们的 DNA（通常

被称为生命密码）才能完全理解物种之间的联系。

这包括现代人类和尼安德特人作为一个物种分化的时间，确定是在大约 80 万年前，

Wedell 介绍：Paabo 和他的团队还出人意料地发现，从尼安德特人到智人的基因流动发生了，这

表明他们在共存期间有孩子。

人类物种之间的这种基因转移会影响现代人类的免疫系统对冠状病毒等感染的反应。非洲以外的

人有 1-2% 的尼安德特人基因。

照片：瑞典科学家 Svante Pääbo 于 2018 年 9 月 7 日在德国汉堡举行的汉堡 Kerber 基金会

欧洲科学奖颁奖典礼上微笑。

Pääbo 和他的团队还设法从在西伯利亚一个洞穴中发现的一小块手指骨中提取 DNA，从而识别出

一种新的古代人类物种，他们称之为丹尼索瓦人。

Wedell 将此描述为“一个耸人听闻的发现”，随后表明尼安德特人和丹尼索瓦人是大约 60 万年

前彼此分裂的姐妹群体。在亚洲和东南亚高达 6% 的现代人类中发现了丹尼索瓦人基因，这表明

那里也发生了杂交。

Wedell 介绍：智人从非洲迁徙出来后，通过与他们混合，获得了提高他们在新环境中生存机会的

序列。例如，藏人与丹尼索瓦人共享一种帮助他们适应高海拔的基因。

诺贝尔委员会成员 Nils-Goran Larsson 指出：我们已经知道它会影响我们对不同类型感染的防

御，或者我们如何应对高海拔环境。但就像基础科学中的所有伟大发现一样，未来几十年将出现

越来越多的见解。

67 岁的 Pääbo 在德国慕尼黑大学和莱比锡的马克斯普朗克进化人类学研究所完成了获奖研究。

Paabo 是 Sune Bergstrom 的儿子，Bergstrom 于 1982 年获得诺贝尔医学奖。

Pääbo 对已灭绝古人类基因组和人类进化的发现

人类一直对自己的起源很感兴趣。我们来自哪里，我们与先人有什么关系？是什么让我们智人与

其他人类不同？

通过他的开创性研究，Svante Pääbo 完成了一件看似不可能的事情：对尼安德特人的基因组进行

测序，尼安德特人是当今人类已灭绝的近亲。他还轰动地发现了以前不为人知的古人类丹尼索瓦

。重要的是，Pääbo 还发现，在大约 70,000 年前迁出非洲之后，这些现已灭绝的古人类向智人

转移了基因。这种古老的基因流向现代人类在今天具有生理相关性，例如影响我们的免疫系统对

感染的反应。

Pääbo 的开创性研究催生了一门全新的科学学科。古基因组学。通过揭示将所有活着的人类与已

灭绝的人类区分开来的遗传差异，他的发现为探索是什么使我们成为独特的人类奠定了基础。

我们来自哪里

自古以来，我们的起源以及是什么使我们与众不同的问题就一直困扰着人类。古生物学和考古学

对于人类进化的研究很重要. 研究提供的证据表明，解剖学上的现代人类智人大约在 30 万年前

首次出现在非洲，而我们已知的最近亲属尼安德特人在大约 40 万年前到 3 万年前在非洲以外地

区发展并居住在欧洲和西亚，此时他们灭绝了。大约 7 万年前，一群智人从非洲迁移到中东，然

后从那里传播到世界其他地方。因此，智人和尼安德特人在欧亚大陆的大部分地区共存了数万年

。但是我们对我们与已灭绝的尼安德特人的关系了解多少？线索可能来自基因组信息。到 1990 

年代末，几乎整个人类基因组都已测序。这是一项了不起的成就，这使得后续研究不同人群之间

的遗传关系成为可能。然而，研究当今人类与已灭绝的尼安德特人之间的关系需要对从古代标本

中回收的基因组 DNA 进行测序。

看似不可能的任务

在他职业生涯的早期，Svante Pääbo 对利用现代遗传方法研究尼安德特人 DNA 的可能性着迷。

然而，他很快意识到了极端的技术挑战，因为随着时间的推移，DNA 会被化学修饰并降解成短片

段。几千年后，只剩下微量的 DNA，剩下的部分被细菌和当代人类的 DNA 大量污染。作为进化生

物学领域的先驱 Allan Wilson 的博士后学生，Pääbo 开始开发研究尼安德特人 DNA 的方法，这

项工作持续了几十年。

1990 年，Pääbo 被慕尼黑大学聘为新任教授，继续从事古代 DNA 研究。他决定分析来自尼安德

特人线粒体的 DNA——细胞中含有自身 DNA 的细胞器。线粒体基因组很小，只包含细胞中遗传信

息的一小部分，但它存在数千个拷贝，增加了成功的机会。Pääbo 凭借他精巧的方法，设法从一

块 40,000 年前的骨头中测序了一个线粒体 DNA 区域。因此，我们第一次获得了来自已灭绝亲属

的序列。与当代人类和黑猩猩的比较表明，尼安德特人在基因上是不同的。

尼安德特人基因组测序

由于对小线粒体基因组的分析只提供了有限的信息，Pääbo 现在承担了对尼安德特人核基因组进

行测序的巨大挑战。此时，他有机会在德国莱比锡建立马克斯普朗克研究所。在新研究所，Pääbo 

和他的团队不断改进从古骨遗骸中分离和分析 DNA 的方法。研究团队利用新技术的发展，使 DNA 

测序变得高效。Pääbo 还聘请了几位具有群体遗传学和高级序列分析专业知识的关键合作者。他

的努力是成功的。Pääbo 完成了看似不可能的任务，并在 2010 年发表了第一个尼安德特人基因

组序列。

Pääbo 和他的同事现在可以调查尼安德特人与来自世界不同地区的现代人类之间的关系。比较分

析表明，来自尼安德特人的 DNA 序列与来自欧洲或亚洲的当代人类的序列比来自非洲的当代人类

的序列更相似。这意味着尼安德特人和智人在他们数千年的共存期间进行了杂交。在具有欧洲或

亚洲血统的现代人类中，大约 1-4% 的基因组来自尼安德特人。

一个耸人听闻的发现：丹尼索娃

2008 年，在西伯利亚南部的丹尼索瓦洞穴中发现了一块 4 万年前的手指骨碎片。这块骨头含有

保存得非常完好的 DNA，Pääbo 的团队对其进行了测序。结果引起了轰动：与尼安德特人和现代

人类的所有已知序列相比，DNA序列是独一无二的。Pääbo 发现了一种以前不为人知的人类，它被

命名为丹尼索瓦。与来自世界不同地区的当代人类序列的比较表明，丹尼索瓦和智人之间也发生

了基因流动。这种关系首次出现在美拉尼西亚和东南亚其他地区的人群中，那里的个体携带高达 

6% 的丹尼索瓦 DNA。

Pääbo 的发现使人们对我们的进化史有了新的认识。在智人迁出非洲的时候，至少有两个灭绝的

人类种群居住在欧亚大陆。尼安德特人生活在欧亚大陆西部，而丹尼索瓦人则居住在该大陆的东

部地区。在智人向非洲以外的扩张和向东迁移的过程中，他们不仅遇到了尼安德特人并与之杂交

，还与丹尼索瓦人进行了杂交。

古基因组学及其相关性

通过他开创性的研究，Svante Pääbo 建立了一个全新的科学学科——古基因组学。在最初的发现

之后，他的团队已经完成了对来自已灭绝人类的几个额外基因组序列的分析。Pääbo 的发现建立

了一种独特的资源，被科学界广泛用于更好地了解人类进化和迁移。用于序列分析的新的强大方

法表明，古老的人类也可能与非洲的智人混合。然而，由于热带气候中古代 DNA 的加速降解，尚

未对非洲已灭绝古人类的基因组进行测序。

多亏了 Svante Pääbo 的发现，我们现在了解到来自我们已灭绝亲属的古老基因序列会影响当今

人类的生理机能。一个这样的例子是 EPAS1 基因的丹尼索瓦版本，它赋予了在高海拔地区生存的

优势，并且在当今的藏人中很常见。其他例子是影响我们对不同类型感染的免疫反应的尼安德特

人基因。

是什么让我们成为独一无二的人类

智人的特点是其创造复杂文化、先进创新和具象艺术的独特能力，以及穿越开阔水域并传播到地

球各地的能力。尼安德特人也群居生活，拥有巨大的大脑。他们也使用工具，但在数十万年的时

间里，这些工具的发展很少。智人和我们已经灭绝的近亲之间的基因差异一直是未知的，直到通

过 Pääbo 的开创性工作才被识别出来。正在进行的大量研究集中在分析这些差异的功能含义，最

终目标是解释是什么使我们成为独一无二的人类。