诺奖得主斯万特·帕博的传奇人生

来源: 果壳

发布日期: 2022-10-03 22:20:28

斯万特·帕博,2022年诺贝尔生理学或医学奖得主,通过其研究催生了古基因组学这一全新学科领域,揭示了现代人类与已灭绝人类的基因差异。帕博的家庭背景复杂,父亲是诺贝尔奖得主,母亲是化学家。他在科研生涯中不断创新,成功测序了尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组,揭示了这些史前人类与现代人类的基因交流。帕博的研究不仅限于人类,还包括其他古代生物,如猛犸和地懒。他的工作极大地推动了我们对人类演化历史的理解。

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?

斯万特·帕博的姓氏来自于母亲,卡琳·帕博,因为他是父亲苏恩·伯格斯特龙的私生子。他曾回忆说,“我从小学和我母亲一起长大,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。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。

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。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。

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!

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。)

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,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。

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。1996年,他说服了德国博物馆的馆长,允许他取出一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。

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。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”。

没错,那个男性成人杂志。不过登上《花花公子》的不是帕博的裸照(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,而是认为自己配偶是尼安德特人!

到底是谁觉得自己长这样啊?!

2010年,帕博测序鉴定了西伯利亚的丹尼索瓦洞穴中发现的超过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。

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。”

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。

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。

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