سانتا فيبو، الذي فاز أيضًا بجائزة دان ديفيد لعام 2017، هو عالم وراثة تطوري سويدي، وأحد الآباء المؤسسين لمجال علم الحفريات القديمة، وزعيم المشروع الدولي لرسم خريطة الجينوم البشري البدائي، وشارك في اكتشاف إنسان الدينيسوفان.
مُنحت جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 2022 لباحث واحد، هو سفانتي بابو، "لاكتشافاته التي تركز على جينومات تطور أشباه البشر المنقرضين والبشر".
وفي عام 2017، فازت سفيتنا بافو بجائزة دان ديفيد التي تمنح في إسرائيل والتي استخدمت في بعض الأحيان كجائزة نوبل (فاز اثنان من الباحثين الذين عززوا العلاقة بين العلوم والآثار بجائزة دان ديفيد لبعد الزمن الماضي).
البروفيسور سفانتي بابو (البروفيسور سفانتي بابو)، عالم وراثة تطوري سويدي، هو رائد عالمي في مجال رسم خرائط تسلسل الحمض النووي للإنسان القديم ولأنه أول من استخرج ورسم خريطة الجينوم البشري البدائي - من الحفريات. وضع البروفيسور بابو الأسس لمجال أبحاث علم الآثار الجيني.
ويعد بابو، الذي يرأس مختبر علم الوراثة في معهد ماكس بلانك لعلم الوراثة التطوري في لايبزيغ، أحد مؤسسي مجال علم الوراثة القديمة، وقائد المشروع الدولي لرسم خريطة الجينوم البشري للنياندرتال، وشريك في اكتشاف الدينيسوفان. الإنسان - نوع من الإنسان يختلف في بنيته الجينية عن الإنسان العاقل والإنسان البدائي. وهو ليس عالم آثار بالتدريب، ولكنه خبير في البيولوجيا الجزيئية، وهو خريج جامعة أوبسالا في السويد. وفي بداية الثمانينات تمكن من الحصول على عينة من مومياء مصرية في متحف ببرلين الشرقية ودحض الافتراض السائد حتى ذلك الحين بأن الحمض النووي يتحلل بسرعة بعد وفاة الإنسان أو الحيوان وأثبت أنه من الممكن تتبع الفرعونية. السلالات باستخدام الحمض النووي لموتاهم.
اشرح للجنة جائزة نوبل
مُنحت جائزة نوبل في الطب لعام 2022 لباحث واحد، هو سفانتي بابو، "لاكتشافاته التي تركز على جينومات تطور أشباه البشر والبشر المنقرضين". سانتا فيبو هو عالم وراثة تطوري سويدي، وأحد الآباء المؤسسين لمجال علم الوراثة القديمة، وزعيم المشروع الدولي لرسم خريطة الجينوم البشري البدائي، وشارك في اكتشاف إنسان الدينيسوفان.
أسس الفائز بجائزة نوبل لهذا العام مجالًا علميًا جديدًا تمامًا يسمى "علم الوراثة القديمة" (علم الحفريات القديمة). ومن خلال الكشف عن الاختلافات الجينية التي تميز جميع البشر الأحياء، بدءًا من أشباه البشر المنقرضين، توفر اكتشافاته الأساس لدراسة العوامل التي تجعلنا كائنات بشرية فريدة من نوعها.
اكتشف الحائز على جائزة نوبل أن نقل الجينات قد تم من هذه الأنواع المنقرضة من أشباه البشر إلى النوع الذي يسمى اليوم الإنسان العاقل، "الرجل العلمي" (الاسم العلمي: Homo sapiens، باللاتينية: "homo" - رجل، "sapiens" - مفكر أو ذكي). إن هذا النقل القديم للجينات إلى البشر اليوم له أهمية فسيولوجية يومية، على سبيل المثال، في مسألة كيفية استجابة جهاز المناعة لدينا للعدوى.
من خلال بحثه الرائد، حقق الحائز على جائزة نوبل لعام 2022 شيئًا بدا مستحيلًا - وهو تسلسل جينوم إنسان النياندرتال، وهو نوع منقرض يرتبط ارتباطًا وثيقًا بإنسان اليوم.
لقد كان الإنسان دائمًا فضوليًا بشأن أصله. من أين أتينا، وما هي علاقتنا بمن خلقوا قبلنا؟ ما الذي يجعلنا نحن البشر مختلفين عن غيرنا من البشر؟
من خلال بحثه الرائد، تمكن سانتا فيبو من تحقيق شيء بدا مستحيلًا - وهو تحديد تسلسل جينوم إنسان نياندرتال، وهو نوع منقرض يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالبشر اليوم. بالإضافة إلى ذلك، قام باكتشاف مثير وهو الكشف عن نوع من أشباه البشر لم يكن معروفًا من قبل للعلم، دينيسوفا. وعلى وجه الخصوص، وجد بيبو أيضًا أن نقل الجينات قد حدث من أشباه البشر المنقرضين إلى أشباه البشر بعد الهجرة خارج القارة الأفريقية منذ حوالي سبعين ألف عام. إن هذا النقل القديم للجينات إلى البشر اليوم له أهمية فسيولوجية يومية، على سبيل المثال، في مسألة كيفية استجابة جهاز المناعة لدينا للعدوى.
أسس بحث فابو الفريد مجالًا علميًا جديدًا تمامًا يسمى "علم الوراثة القديمة" (علم الحفريات القديمة). ومن خلال الكشف عن الاختلافات الجينية التي تميز جميع البشر الأحياء، بدءًا من أشباه البشر المنقرضين، توفر اكتشافاته الأساس لدراسة العوامل التي تجعلنا كائنات بشرية فريدة من نوعها.
من أين أتينا؟
إن مسألة أصل البشر والخصائص التي تجعلنا فريدين قد نشأت بالفعل في العصور القديمة. تعد مجالات البحث في علم الحفريات وعلم الآثار مهمة لدراسة التطور البشري. وقد قدمت الأبحاث في هذه المجالات أدلة على أن الإنسان الحديث، الإنسان العاقل، ظهر لأول مرة في القارة الأفريقية قبل حوالي ثلاثمائة ألف عام، في حين أن إنسان النياندرتال، الذي تطور خارج القارة الأفريقية ثم سكن أوروبا وآسيا، ظهر حوالي أربعمائة ألف عام. إلى ثلاثين ألف سنة مضت، ثم انقرضت. منذ حوالي سبعين ألف سنة، هاجرت مجموعات من الإنسان العاقل من أفريقيا إلى الشرق الأوسط، ومن هناك انتشروا إلى بقية أنحاء العالم. ومن هذا يمكن تحديد أن الإنسان العاقل والنياندرتال تعايشا معًا في أجزاء كبيرة من المنطقة الأوراسية لعشرات الآلاف من السنين. ولكن ما الذي نعرفه حقًا عن تفاعلاتنا مع إنسان النياندرتال؟ يمكن الحصول على أدلة من المعلومات الجينومية. بحلول نهاية التسعينيات، كان الجينوم البشري بأكمله تقريبًا قد مر عبر الأرض. تعد هذه النتيجة إنجازًا هائلاً، وتتيح إجراء دراسات لاحقة فيما يتعلق بالعلاقات المتبادلة بين المجموعات البشرية المختلفة. ومع ذلك، فإن دراسة العلاقات المتبادلة بين البشر الذين يعيشون اليوم وإنسان النياندرتال سوف تتطلب أرضية الحمض النووي الجينومي المستمدة من العينات القديمة.
مهمة تبدو مستحيلة
في بداية حياته المهنية، كان سانتا فيبو مفتونًا بإمكانية استخدام الأساليب الجينية الحديثة لدراسة الحمض النووي لإنسان النياندرتال. ومع ذلك، سرعان ما أدرك أن هذا يمثل تحديًا تقنيًا كبيرًا جدًا، في ضوء حقيقة أن الحمض النووي يتغير بمرور الوقت كيميائيًا وحتى ينقسم إلى أجزاء أقصر. وبعد آلاف السنين، لم يبق سوى كميات ضئيلة من هذا الحمض النووي، وحتى هذا ملوث بدرجة كبيرة بالحمض النووي الناشئ من البكتيريا والبشر المعاصرين (الشكل 1). كطالب ما بعد الدكتوراه، بدأ بابو في تطوير طرق لدراسة الحمض النووي للنياندرتال، وهو جهد استمر عدة عقود.
في عام 1990، تم تعيين بافو في جامعة ميونيخ، حيث واصل، كأستاذ جديد، أبحاثه حول الحمض النووي القديم. قرر تحليل الحمض النووي الناشئ من الميتوكوندريا للإنسان البدائي - وهي عضيات في الخلايا التي تحتوي على الحمض النووي الخاص بها. إن جينوم الميتوكوندريا صغير الحجم ولا يحتوي إلا على جزء من المعلومات الوراثية الموجودة في الخلية، ولكنه يظهر بآلاف النسخ، وهي حقيقة تزيد من فرص النجاح. وباستخدام أساليبه المحدثة، تمكن بابو من تسلسل بعض الحمض النووي للميتوكوندريا من قطعة عظم عمرها أربعين ألف عام. وهكذا، ولأول مرة على الإطلاق، تمكن الباحثون من إجراء الطابق القديم عن قرب. أظهرت المقارنات مع الحمض النووي للإنسان الحديث والشمبانزي أن الحمض النووي للنياندرتال كان متميزًا وراثيًا.
أرضية جينوم النياندرتال
وبما أن اختبارات جينوم الميتوكوندريا الصغير لم تقدم سوى معلومات محدودة، فقد تحول بابو الآن إلى التحدي الهائل المتمثل في تحديد تسلسل جينوم الميتوكوندريا النووي. خلال هذه الفترة، أتيحت له الفرصة لتأسيس "معهد ماكس بلانك" في لايبزيغ، ألمانيا. وفي المعهد الجديد، قام بابو وفريقه من الباحثين بانتظام بتحسين طرق عزل واختبار الحمض النووي من بقايا العظام القديمة. استفاد فريق البحث من التطورات التقنية المبتكرة التي مكنت من تحديد تسلسل الحمض النووي بطريقة فعالة بشكل خاص. ركز بافو أيضًا على عدد من عمليات التعاون الحاسمة مع الخبراء في مجالات علم الوراثة السكانية وطرق الأرضية المتقدمة. أثمرت جهوده، إذ أكمل بابو المهمة التي بدت مستحيلة في السابق، ونشر لأول مرة على الإطلاق التسلسل الجينومي لإنسان النياندرتال في عام 2010. وأثبتت الاختبارات المقارنة أن آخر أسلاف مشتركين لإنسان النياندرتال والإنسان العاقل عاشوا قبل حوالي ثمانمائة ألف سنة.
يستطيع بابو وزملاؤه الآن دراسة العلاقات المتبادلة بين إنسان النياندرتال والإنسان الحديث الذي نشأ في أجزاء مختلفة من العالم. أظهرت الاختبارات المقارنة أن تسلسلات الحمض النووي التي نشأت من إنسان نياندرتال كانت أكثر تشابهًا مع تسلسلات من البشر القادمين من أوروبا أو آسيا مقارنة بتلك القادمة من أفريقيا. تثبت هذه النتيجة أن إنسان النياندرتال والإنسان العاقل تزاوجا خلال آلاف السنين التي عاشا فيها بمفردهما. في العصر الحديث، وجد أن ما يصل إلى أربعة بالمائة من جينوم البشر من أصل أوروبي أو آسيوي ينحدر من إنسان نياندرتال (الشكل 2).
اكتشاف ثوري: دينيسوفا
وفي عام 2008، تم العثور على بقايا عظمة إصبع عمرها أربعين ألف عام في كهف دينيسوفا في جنوب سيبيريا. يحتوي العظم على حمض نووي محفوظ جيدًا، حيث أجرى باحثو بافو تحليل الأرضية عليه. أحدثت النتائج التي تم الحصول عليها ضجة علمية: كان تسلسل الحمض النووي الذي تم اختباره فريدًا مقارنة بجميع التسلسلات المعروفة الأخرى المأخوذة من إنسان نياندرتال وكذلك من البشر المعاصرين. اكتشف بابو نوعًا من أشباه البشر لم يكن معروفًا للعلم من قبل، والذي أطلق عليه اسم "دينيسوفا". أظهرت المقارنة مع التسلسلات الناشئة من الإنسان الحديث من أجزاء مختلفة من العالم أن نقل الجينات حدث أيضًا بين إنسان دينيسوفان والإنسان العاقل. وقد لوحظت هذه العلاقات المتبادلة لأول مرة في المجموعات السكانية التي تنحدر من ميلانيزيا (مجموعة من الجزر في المحيط الهادئ شمال شرق القارة الأسترالية) وفي أجزاء أخرى من جنوب شرق آسيا، حيث احتوى السكان على ما يصل إلى ستة بالمائة من الحمض النووي للدينيسوفان.
قدمت اكتشافات فابو فهمًا جديدًا لتاريخ التنمية البشرية. في الوقت الذي بدأ فيه الإنسان العاقل بالهجرة خارج القارة الأفريقية، كان ما لا يقل عن مجموعتين من أشباه البشر، المنقرضين بالفعل، موجودين في أوراسيا. عاش إنسان النياندرتال في غرب أوراسيا، بينما سكن إنسان دينيسوفان الأجزاء الشرقية من القارة. أثناء توسع الإنسان العاقل خارج أفريقيا وهجرته شرقًا، لم يواجه إنسان النياندرتال الأصليين فحسب، بل واجه أيضًا الدينوسوبي (الشكل 3).
مجال علم الحفريات القديمة وأهميتها
ومن خلال أبحاثه الرائدة، أسس بافو مجالًا جديدًا تمامًا من العلوم، علم الحفريات القديمة. وكمتابعة لاكتشافاته الأولية، أكملت مجموعته البحثية اختبار العديد من تسلسلات الجينوم الإضافية من أشباه البشر المنقرضين. قدمت اكتشافات بابو مصدرًا فريدًا، استخدمه المجتمع العلمي على نطاق واسع من أجل فهم أفضل لتطور البشر وطرق هجرتهم على مر السنين. تشير أساليب الأرضية الجينية المتقدمة والمبتكرة إلى أن أشباه البشر البدائيين ربما تزاوجوا أيضًا مع الإنسان العاقل في أفريقيا. وفي الوقت نفسه، لم يتم بعد إجراء تسلسل الجينات من أشباه البشر المنقرضين في أفريقيا في ضوء التفريغ المتسارع للحمض النووي للأسلاف في مناطق المناخ الاستوائي.
بفضل اكتشافات بابو، أصبحنا نفهم الآن أن تسلسلات الحمض النووي القديمة من أقاربنا المنقرضين تؤثر أيضًا على فسيولوجيا الإنسان الحديث. أحد الأمثلة على ذلك هو نسخة دينيسوفان من جين EPAS1، الذي يمنح ميزة البقاء على ارتفاعات عالية وهو شائع في التبتيين في الوقت الحاضر. ومن الأمثلة الأخرى جينات الإنسان البدائي التي تؤثر على استجابة جهاز المناعة لدينا لأنواع مختلفة من العدوى.
ما الذي يجعل البشر فريدين؟
ويتميز الإنسان العاقل بقدرته الفريدة على خلق ثقافة معقدة واختراعات متقدمة وفنون تصويرية، فضلاً عن قدرته على عبور المحيطات والانتشار إلى جميع أنحاء العالم (الشكل 4). عاش إنسان النياندرتال أيضًا في مجموعات وكان لديهم أدمغة كبيرة (الشكل 4). واستخدموا أيضًا أدوات، لكنها لم تتطور إلا بشكل طفيف على مدى مئات الآلاف من السنين. كانت الاختلافات الجينية بين الهوموسبينات وأقرب أقربائها المنقرضين غير معروفة حتى تم اكتشافها كجزء من بحث فابو الفريد. تركز الأبحاث النشطة التي لا تزال مستمرة على اختبار الآثار الوظيفية لهذه الاختلافات في ضوء الهدف النهائي المتمثل في العثور على الخصائص التي تجعل البشر نوعًا فريدًا من نوعه.
المنشورات الرئيسية
كرينجز إم، ستون أ، شميتز آر دبليو، كرينيتسكي إتش، ستونكينج إم، بابو س. تسلسل الحمض النووي للنياندرتال وأصل الإنسان الحديث. الموبايل . 1997:90:19-30.
جرين ري، كراوس جي، بريجز إيه دبليو، ماريسيتش تي، ستينزيل يو، كيرشر إم، باترسون إن، لي إتش، تشاي دبليو، فريتز إم إتش، هانسن NF، دوراند إي واي، مالاسبيناس أس، جنسن دينار أردني، ماركيز بونيه تي، ألكان سي، بروفر ك، ماير إم، بوربانو ها، جيد جي إم، شولتز آر، أكسيمو بيتري أ، بوتثوف أ، هوبر ب، هوفنر ب، سيجموند إم، ويهمان أ، نوسباوم سي، لاندر إس، روس سي، نوفود إن، أفورتيت جي، إيغولم M، فيرنا C، رودان P، برايكوفيتش D، Kucan Ž، Gušic I، Doronichev VB، Golovanova LV، Lalueza-Fox C، de la Rasilla M، Fortea J، Rosas A، Schmitz RW، Johnson PLF، Eichler EE، Falush د، بيرني إي، موليكين جي سي، سلاتكين إم، نيلسن آر، كيلسو جي، لاتشمان إم، رايخ دي، بابو س. مسودة تسلسل جينوم إنسان النياندرتال. علوم. 2010:328:710-722.
كراوس جي، فو كيو، جود جي إم، فيولا بي، شونكوف إم في، ديريفيانكو إيه بي، بابو س. الجينوم الكامل للحمض النووي للميتوكوندريا لأشباه البشر غير المعروفين من جنوب سيبيريا. الطبيعة. 2010:464:894-897.
Reich D، Green RE، Kircher M، Krause J، Patterson N، Durand EY، Viola B، Briggs AW، Stenzel U، Johnson PL، Maricic T، Good JM، Marques-Bonet T، Alkan C، Fu Q، Mallick S، لي إتش، ماير إم، إيشلر إي، ستونكينج إم، ريتشاردز إم، تالامو إس، شونكوف إم في، ديريفيانكو أب، هوبلين جي جي، كيلسو جي، سلاتكين إم، بابو س. التاريخ الجيني لمجموعة أشباه البشر القديمة من كهف دينيسوفا في سيبيريا. الطبيعة. 2010:468:1053-1060.
ماير إم، كيرشر إم، جانسوجي إم تي، لي إتش، راسيمو إف، ماليك إس، شرايبر جي جي، جاي إف، بروفر ك، دي فيليبو سي، سودمانت إتش، ألكان سي، فو كيو، دو آر، روهلاند إن، تاندون أ، سيبور M، Green RE، Bryc K، Briggs AW، Stenzel U، Dabney J، Shendure J، Kitzman J، Hammer MF، Shunkov MV، Derevianko AP، Patterson N، Andrés AM، Eichler EE، Slatkin M، Reich D، Kelso J، بابو س. تسلسل جينوم عالي التغطية من فرد دينيسوفان قديم. علوم. 2012:338:222-226.
بروفر ك، راسيمو إف، باترسون إن، جاي إف، سانكارارامان إس، سوير إس، هاينز أ، رينو جي، سودمانت إتش، دي فيليبو سي، لي إتش، ماليك إس، دانيمان إم، فو كيو، كيرشر إم، كولويلم إم، لاتشمان M، ماير M، Ongyerth M، Siebauer M، Theunert C، Tandon A، Moorjani P، Pickrell J، Mullikin JC، Vohr SH، Green RE، Hellmann I، Johnson PL، Blanche H، Cann H، Kitzman JO، Shendure J، إيتشلر إي، لين إس، باكن تي إي، جولوفانوف إل في، دورونيشيف في بي، شونكوف إم في، ديريفيانكو أب، فيولا بي، سلاتكين إم، رايخ دي، كيلسو جي، بابو س. التسلسل الجينومي الكامل لإنسان نياندرتال من جبال ألتاي. الطبيعة. 2014:505: 43-49.
> سفانت بابو ولد عام 1955 في ستوكهولم، السويد. دافع عن أطروحته للدكتوراه في عام 1986 في جامعة أوبسالا وكان زميلًا لما بعد الدكتوراه في جامعة زيورخ بسويسرا ثم في جامعة كاليفورنيا في بيركلي بالولايات المتحدة الأمريكية. أصبح أستاذا في جامعة ميونيخ، ألمانيا في عام 1990. وفي عام 1999 أسس معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية في لايبزيغ، ألمانيا حيث لا يزال نشطا. ويشغل أيضًا منصب أستاذ مساعد في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا باليابان.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
يجب أن تستخدم المقالة العلمية المصطلح الصحيح "الأنواع" للشخص وليس "الأنواع" للشخص.