遺伝学者で進化人類学者のスヴァンテ・ペーボは、絶滅した人類と人類の祖先の DNA に関する先駆的な研究により、今年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。彼の驚くべき発見には、数万年前に現生人類やネアンデルタール人と一緒に暮らしていた未知の人類の同定が含まれており、人類の進化の理解に革命的な影響を与えました.
現生人類がどのように地球上に広がり、芸術と技術によって複雑な文化を発明したかという物語は、私たちのゲノムに書かれています。現代のホモ・サピエンスの多く DNA はユニークですが、重要な配列はネアンデルタール人やその他の初期のヒト族と共有されています。したがって、私たちの遺伝的違いを理解することは、私たちを誰であるかを理解するための鍵として非常に重要です.
しかし、遺伝物質は壊れやすいため、古代の骨で発見された DNA のほとんどは高度に分解され、化学的に修飾され、汚染されています。長年の努力の結果、Pääbo は一連の新しい技術を開発しました。これにより、壊れた DNA を抽出、複製、読み取り、元のゲノムの内容を再構築することが可能になりました。その過程で、彼は古ゲノム学という新しい科学分野を確立しました。
ペーボと彼の同僚は、最初のヒトゲノムの発表から 10 年も経たないうちにネアンデルタール人ゲノム全体の配列を決定し、ネアンデルタール人の姉妹グループである新しいタイプの古代人類であるデニソワ人を発見するなど、一連の重要な発見を行いました。彼らの調査結果は、現生人類がネアンデルタール人とデニソワ人とかなりの割合で混ざり合っていることを示しました。私たちがそれらから取得した古代の遺伝子変異体のいくつかは、特定の現代の集団でより頻繁に存在しています.彼らの存在は、たとえば、特定のウイルスを撃退するのが得意な人や、高地での生活により適している人がいる理由などを説明するのに役立ちます.
カロリンスカ研究所のグニラ・カールソン・ヘデスタム教授とアンナ・ウェデル教授は、賞に関する背景記事の中で、「ペーボの発見は、私たちの進化の歴史の理解に大きな影響を与え、この分野の研究に刺激を与えました」と書いています。
なぜ古代の DNA の研究は難しいのですか?
古代の遺跡から抽出されたほとんどすべての DNA は、小さな断片に分解されます。非常に壊れやすい DNA 分子は、高温、土壌の酸性度、およびその他の過酷な条件の影響を強く受けます。さらに厄介なことに、微生物や化石を扱っている研究者でさえ、化石を自分の DNA で汚染する可能性があり、化石のどの遺伝情報が本当に古いもので、どれが現代に由来するものかを区別することが難しくなります。古代のゲノムをつなぎ合わせることは、パズルが最終的にどのように見えるべきかを知らずに、欠落したり破壊されたピースで複雑なパズルを組み立てようとするようなものです.
Svante Pääbo はどのようにこの分野に革命を起こしましたか?
ペーボと彼の同僚による発見以前は、古代人類と人類の進化に関する知識のほとんどは、1856 年に初めて発見されたネアンデルタール人の骨など、世界中で発見された骨や遺物の分析から得られていました。古代の骨や遺物の分析だけでは答えられない」と、ノーベル賞の発表式でウェデル氏は語った。
新しい配列決定技術と高度なコンピューター解析、そして国際的な共同研究者グループの助けを借りて、Pääbo は 40,000 年前の骨から DNA を配列決定できることを証明しました。 2010 年、彼と彼のグループは、かつては不可能と考えられていた偉業であるネアンデルタール人ゲノムの最初の完全配列を発表しました。ネアンデルタール人のゲノムは、私たちの古代の祖先の歴史の失われた部分を復活させました.彼の発見は、たとえば、ネアンデルタール人とホモ・サピエンスの間に遺伝子の流れがあったことを明らかにした 、つまり、彼らはかつて混ざり合って子供をもうけた.
現生人類、ネアンデルタール人とデニソワ人が分岐したのはいつですか?
これらの異なる人類のゲノムを比較することにより、Pääbo のグループは、約 550,000 ～ 760,000 年前に現生人類がより古い人類から分裂し、ネアンデルタール人とデニソワ人が別の種に分裂したと推定しました。 380,000-470,000 年前のグループ。
なぜネアンデルタール人は絶滅したのですか?
人類に最も近い祖先であるネアンデルタール人は、およそ 3 万～4 万年前に絶滅しました。 ホモ・サピエンスが存在する間に、なぜ彼らとデニソワ人が姿を消したのかという問題 繁栄し、惑星を引き継いだことは、依然として主要な謎です。 3つの人類グループの遺伝的違いを調べた研究に基づくいくつかの理論は、それを説明することを目的としています.主な理論の 1 つは、ホモ サピエンスとして ネアンデルタール人は彼らに同化した。
ネアンデルタール人が姿を消した他の理由として考えられるのは、認知や文化の違い、あるいは創造力の違いかもしれません。 「現時点では、これらの違いが何であるかを正確に言うのは難しいですが、私たちが言えることは、それらが存在しなければならないということです」と、ノーベル総会事務局長のトーマス・パールマンは、発表。 「そして、Svante Pääbo の仕事のおかげで、それらは現在マッピングされ、特定されています。」
デニソワ人はどのように発見されましたか?
2008 年、考古学者はシベリア南部のアルタイ山脈にあるデニソワ洞窟で指の骨を発見しました。ペーボと彼のチームは、指の骨からミトコンドリア DNA (mtDNA) を抽出し、ネアンデルタール人、現生人類、更新世の初期人類、ボノボ、チンパンジーから採取した mtDNA 配列と比較しました。
彼らは、指の骨サンプルからの mtDNA が現代人のそれと平均 202 ヌクレオチド (DNA のコードを構成する分子) 異なり、チンパンジーのそれと平均 1,462 ヌクレオチド異なることを発見しました。 2010年、系統発生分析（遺伝的変化がさまざまな種やグループの進化にどのようにつながるかを示す方法）により、洞窟にちなんでデニソワ人と名付けられた古代人類の新種が発見されたことが確認されました。彼らが研究したデニソワ人のヒト族は、ネアンデルタール人や現生人類の近くに住んでいたようです.
現代の生理学について古代の遺伝子バリアントから何が学べるでしょうか?
ホモ・サピエンスが存在した時代が歴史上あったことが今ではわかっています。 、デニソワ人とネアンデルタール人が混ざり合った。彼らの交配の証拠は、今日世界中の特定の人々のグループでより頻繁に現れる遺伝的変異の痕跡として現れます.これらの亜種は、主に、特定の過酷な環境や病原体に直面している人々に生存上の利点を提供したため、これらのグループ内に存続しているようです.
たとえば、EPAS1 という遺伝子 デニソワ人にさかのぼり、現代のチベット人に見られます。人々が高地で生き残るのに役立ちます。私たちの古代の祖先にさかのぼる別の遺伝子グループは、アレルギー反応と病原性微生物の認識に関与していると考えられています.
しかし、太古の祖先から受け継いだ遺伝子が常に有益であるとは限りません。 2020 年、Pääbo と彼のチームは、特定の古代のバリアントを持つ人々は、SARS-CoV-2 感染時に呼吸不全のリスクが高くなる可能性があることを発見しました。 （しかし、2021 年に彼らは、重度の Covid-19 に対する保護に関連する、ネアンデルタール人から継承された別の領域を発見しました。）これらの遺伝子バリアントは、有害な状況が一貫して存在していなかったために生き残った可能性があります。
近年ノーベル生理学・医学賞を受賞したのは?
David Julius と Ardem Patapoutian は、熱と触覚を感知する方法の発見により、2021 年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。 2020 年、Harvey Alter、Michael Houghton、Charles Rice は、主要な肝疾患の原因を発見したことで賞を受賞しました。 2019 年の賞は、細胞が低酸素レベルにどのように適応するかを解明した功績により、ダナ ファーバーがん研究所のウィリアム G. ケーリン Jr.、ピーター J. ラトクリフ、グレッグ L. セメンザに贈られました。 2018 年、James P. Allison と本庶佑は、がんに対して免疫システムをより効果的に解き放つ方法を開発した功績により、ノーベル生理学・医学賞を受賞しました。そして 2017 年には、Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash、Michael W. Young が概日リズムを駆動する分子メカニズムの研究で賞を共有しました。
