科学家新视野－为何研究人类的古基因组演化 可以获颁2022诺贝尔生医奖？

过往研究人类的进化，需仰赖考古学以及化石纪录，但由于缺乏古代人类基因交流的证据，因此找不到现代人的祖先与古人类遗传不同的关键原因。理论上可以从古遗骸中的DNA讯息推断这些缺失的证据，但因为DNA会随着时间而降解成碎片并且产生化学变化，遗骸也需在特殊温度、土壤酸度和环境条件下才能正确保存，使得基因定序难以进行，技术也难以突破。帕博团队经过多年研究，开发出一种可靠且有效的实验方式，可以从古代遗骸中萃取DNA并且定序基因，重建古生物的基因组。

但挑战不只这样，研究人员还需要分辨基因定序的结果，是不是骨骸附近的微生物或是研究人员处理化石时，不小心造成的DNA污染。这些重建古生物基因组的过程，如同利用不完整、有缺失与损坏的讯息，拼凑出一个复杂谜题的原貌。这个现今活跃的研究领域包含精密的实验技术与复杂的数据分析，近年发表了几项重要的研究成果，包含对100万年前的猛玛象、从不同的古遗骸甚至是溶解于土壤中的遗传物质，或是牙齿上的微生物萃取DNA与基因定序，这些成果都是演化史上的缩影，有助于我们了解人类进化的历史。

2010年帕博团队发表了尼安德塔人的第一个完整的全基因组序列，轰动一时，达成了过去认为不可能的任务。随着团队技术成熟，目前尼安德塔人的基因组品质已可以与现代人类基因组相媲美，研究尼安德塔人的基因组有助填补人类进化时间轴的空白。帕博研究结果显示，现代人的祖先7万年前从非洲扩散时，遇到了在非洲外欧亚大陆各地独立分化的两个古人类族群，尼安德塔人和丹尼索瓦人，产生他们的后代。这两个族群大约于3万年前灭绝，具体原因仍有多种理论，但广泛接受的论点是现代人的祖先在族群扩张至一定规模后同化了这两个族群，并扩散到全球。

因此古代人的遗传变异保存在现代人中，有些现代欧洲人与亚洲人有1％至4％的基因序列与古代尼安德塔人相似，而东南亚和大洋洲有些族群中高达6％的基因序列与丹尼索瓦人相似。科学家追溯这些古基因的功能，有助于我们深入了解古代与现代人如何透过特定的基因存活于不同的自然环境，并且找出与现代疾病有关的特定基因功能，以助于未来医学的发展。例如为什么有些人更适合于高海拔地区生活？或是为什么有些人对于特定疾病更有抵抗力。近期研究发现，若祖先可追溯至丹尼索瓦人，这个人可能具有能够抵抗缺氧的EPAS1基因，可能是因为适合居住在低氧的环境，例如住在喜马拉雅山上的西藏人带有这个基因。