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「媽我在這!」——科青的聖地:斯德哥爾摩

動眼神經
・2015/12/05 ・2016字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

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如果說穆斯林一輩子一定要去麥加朝聖一次,那麼身為科青,就不能不把斯德哥爾摩列為人生必去的城市之一。

時序入秋的十月,便是每年諾貝爾獎的名單公佈的時候,除了守在電腦前看自己的預測是否準確、名單出來後立馬拜讀相關研究大作,你還可以到被成為「北方威尼斯」的諾貝爾出生地,也是諾貝爾獎頒獎的城市——斯德哥爾摩,朝聖此生可能無緣的盛事,亦或是預演夢想成真的那一天。

瑞典的諾貝爾週於12月6日拉開序幕,最令人興奮的便是當年度得獎者的講座,諾貝爾講座(Nobel lecure)大多免費開放給大眾參加,坐在台下親耳聽著世界頂尖的科學家講述自己的研究與發現,這不只是享受,更是見證科學史在眼前上演的與有榮焉。

諾貝爾博物館
諾貝爾博物館(credit: Sandra Ho)

頒獎典禮在每年12月10日,也就是諾貝爾逝世紀念日舉行,而這一天斯德哥爾摩舊城區的諾貝爾博物館(Nobelmuseet)全天開放免費參觀。

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諾貝爾博物館內有每位獲獎者的介紹牌,但因歷年累積下來的獲獎者眾多,若錯過要再看到同一張必須等五小時!

別看諾貝爾博物館小小一間,身為科青絕對不能錯過。在那裡除了大家已熟知的諾貝生平與評選過程之外,還展有當時諾貝爾立下諾貝爾獎的那份遺囑本人!然而最讓我流連往返的其實是得獎者捐贈的紀念品區,博物館會請每位諾貝爾獎得主捐贈一項紀念品,可能是與研究相關、也可能是對得獎者深具意義的物品,這些紀念物五花八門,從顯微鏡、圍巾、腳踏車到書信都有。從不同的物件中,我們得以一窺獲獎者研究成果之外的其他面向。見到馬歇爾(Barry J. Marshall)當年喝下幽門螺旋桿菌的小瓶子固然令人內心澎湃萬千,而看到愛因斯坦寫給兒子的親筆信更感受到身為科學家同時亦是父親的溫度。

幽門
2005年諾貝爾醫學獎得主喝下這個瓶子裡裝著的幽門螺旋桿菌後,罹患胃潰瘍,此事件為其研究關鍵。(credit: Sandra Ho)
猴子
當年證明兩大腦半球的功能不同的實驗中,用來訓練猴子的實驗器具。(credit: Sandra Ho)

自1901年起,諾貝爾獎都在諾貝爾過世的時間12月10日下午4:30舉行,以緬懷這位對人類文明與進步具重大影響的科學家。獎項在斯德哥爾摩音樂廳由瑞典的皇室親手頒發。獲獎者除了得到獎金與獎牌之外,亦會得到一份設計師獨家繪製獨一無二的證書,每一屆、每一位諾貝爾得獎者的都不同。

獎牌
諾貝爾獎獎牌(credit: Sandra Ho)
證書
捐贈給諾貝爾博物館典藏的諾貝爾獎證書(credit: Sandra Ho)

頒獎典禮結束後便是著名的諾貝爾晚宴。諾貝爾晚宴在斯德哥爾摩市政廳中明明是紅色的藍廳(Blå Hallen)舉行。原本全要漆成藍色的「藍廳」因為蓋好後設計師認為深淺不一的紅磚顏色太美而保留原貌。

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藍廳
藍廳一隅,建於二十世紀的市政廳為追求古色古香之感,特將每一個磚塊手工雕刻出歲月的痕跡。(credit: Sandra Ho)

想像自己與1300位貴賓一同肩並肩坐在這大廳之中,耳中聽著斯堪地那維亞最大的無線管風琴,看著上百位服務生自二樓金廳端著「諾貝爾餐」華麗地走下樓。

諾貝爾紀念日的句點將在二樓的金廳(Gyllene Salen)畫下。金碧輝煌的金廳牆面是由1800萬多塊黃金與碎玻璃拼成的馬賽克畫,一側講述瑞典神話、一側講述瑞典歷史,正中牆面上則繪有斯德哥爾摩市的守護神——梅拉倫湖女神,此幅壁畫被稱為是市政廳的「鎮廳之寶」。貴賓們用餐完畢後,金廳即成為他們的舞廳。先不論科學家們的舞技如何,光能在這廳裡起舞,我也是醉了。

金廳
斯德哥爾摩市政廳金廳(credit: Sandra Ho)

總說應該趁著夏天來北歐,然而科青們遊歷的不是風光明媚的水上城市,而是這孕育科學界最高榮譽之地的時空感。走科學家們走過的街、嚐諾貝爾晚宴上的冰淇淋、曬曾撒在得獎者身上早上九點的月光,這是我們最「科味」的浪漫。

參考資料:

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  1. 諾貝爾獎官方網站:http://www.nobelprize.org
  2. Visit Sweden:http://www.visitsweden.com/sweden/
  3. Alfred Nobel維基百科:https://en.wikipedia.org/wiki/Alfred_Nobel#Life_and_career
  4. 瑞典官方網站:https://sweden.se/society/the-nobel-prize-awarding-great-minds/
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動眼神經
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曾經的泛科實習生S編,現在的動眼神經。 大叔魂少女心,說走就走的效率姐。喜歡接觸新事物,有一點資訊焦慮症;喜歡把想法化為文字,相信文字的力量能夠讓世界變得更美好。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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鑑識故事系列:萬聖節前夕的瑞典校園血案
胡中行_96
・2022/10/27 ・1949字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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萬聖節即將到來,空氣中瀰漫著歡愉的氣氛。2015 年 10 月 22 日早晨,一名 21 歲的白人男子,正在瑞典西部 Trollhättan 市的家中認真打扮。[1, 2]他臉畫龐克妝;剛剪的頭髮撒了亮粉;[1]身穿黑色大衣和皮靴;[3]戴著《星際大戰》黑武士的面具與二戰納粹頭盔;[4, 5]再搭配長劍及短刀各一。[6]這一身造型所費不貲,光是那把網購來的劍,就價值 275 英鎊。[3]

黑武士玩偶。圖/Matthew Ball on Unsplash

Trollhättan 境內離他家 5 公里遠的地方,[6]有一座人口大約 5 萬,移民比例甚高的工業城鎮,叫做 Kronan。[7]男子如此盛裝,是為了去當地一所跟他毫無關係,專收 6 到 15 歲學童的學校。[6]事實上,他目前有個實習工作,但被告知將來無法轉任正職,所以不久便會失業。於是他花了二週的時間,嚴密規劃一項個人任務。今天特地請假,趕在學校的秋季假期前,付諸行動。[2]

瑞典Trollhättan市。圖/    Thomas Pettersson on Wikimeida Commons(Public Domain)

男子精心設計的萬聖節造型,吸引了不少學生要求拍照,他也樂意合影。[8]生性孤僻的他,甚至還與幾名白人交談,[6]然後就開始屠殺校園內的有色人種。[3, 4]

此時的瑞典正因打算接納 19 萬國際難民,而引發國內政壇論戰。[4]秉持極右派思想的男子,平時於社群網站上和個人電腦裡,瀏覽、分享並儲存眾多種族歧視、反對伊斯蘭教,以及支持納粹的資訊。[2, 8]如今在社會氣氛的推波助瀾下,他沉重的就業壓力,更是火上加油。現在找到了藉口,便把自己的挫敗歸罪並發洩在外來移民身上。[3]

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男性失業向來與犯罪率呈正相關。[9]仇恨犯罪(hate crimes)是對不熟悉的人種、宗教、性別、性向或年齡等群體,抱有強烈負面感受,認為生存遭其威脅,進而產生的攻擊行為。[10, 11]加害者期望透過這種作法殺雞儆猴,把訊息傳遞給被害人所屬的整個群體,嚇阻他們逾越加害者心中劃定的界線。[12, 13]

儘管幾個月前,男子曾有自殺的念頭,當下他並不受精神問題或藥物的影響。[2]在屠殺過程中,猶如自帶背景音樂般,他高分貝播放著重金屬歌曲,[1]以軍人之姿,昂首前行,[5]找人來為他生命中的最後一役殉葬。攻擊對象的挑選看似隨機,卻也反映出仇恨犯罪裡被鎖定的族群,在現代社會中的階級:不受重視的少數。他們之所以受害,不是因為個人,而是他們所代表的一切。[13]這場校園血案的第一個受害者,是想保護學生的年輕男性助教,後來還有中年數學老師,以及索馬利亞和敘利亞裔的學生,[3]全都是有色人種。[14]其中有的生還;有的則於當場或事後不治死亡。[3, 5]

然而,男子所造成的傷害,絕對不是僅止於此。仇恨犯罪的直接影響,不限於生理,還會造成心理層面的創傷;而且受害者遭受的情緒衝擊,會遠比其他犯罪的情形嚴重。他們更容易失去自信,或感到脆弱。此外,他們所屬的群體,也會成為間接的被害人。[13]

校園攻擊開始約 10 分鐘後,在附近巡邏時接獲通報的警察,趕達現場。[5]他們衝上樓高聲喝斥,卻眼見對方迅速迫近。兩聲槍響後,男子倒下。[2]警察試圖為他止血,但被他極力阻擋。最後只得給他扣上手銬,揭開面具,並要他報上姓名。「Anton Lundin Pettersson…」[1]男子得到了他想要的結局。[2]

事發當年的新聞報導。影/euronews on YouTube

參考資料

  1. Swedish school killer ‘was wearing make-up’’. (13 NOV 2015) The Local.
  2. Police: Trollhättan school attacker “wanted to die”’. (08 MAR 2016) Sveriges Radio.
  3. Malm S. (09 MAR 2016) ‘Chilling new CCTV footage shows ‘Darth Vader’ killer prowling the corridors of Swedish school where he slaughtered a pupil and two teachers with a sword’. Daily Mail.
  4. Crouch D. (23 OCT 2015) ‘Sweden school attack: horror as sword attacker kills teacher and pupil’. The Guardian.
  5. Crouch D. (23 OCT 2015) ‘Sweden school attack: police treat killing of pupil and teacher as racist hate crime’. The Guardian.
  6. Who was Sweden’s school sword killer?’. (23 OCT 2015) The Local.
  7. Police says Swedish school killer was driven by ‘racist motives’.’ (23 OCT 2015) SBS News.
  8. Swedish school attacker played Hallowe’en music as he hunted students’. (23 OCT 2015) Irish Independent.
  9. Little W. (2016) ‘Introduction to Sociology’. In Introduction to Sociology – 2nd Canadian Edition. BCcampus.
  10. Bell J. (20 MAR 2021) ‘What is a hate crime? The narrow legal definition makes it hard to charge and convict’. The Conversation.
  11. The Psychology of Hate Crimes’. (AUG 2017) American Psychological Association.
  12. Wigerfelt B, Wigerfelt AS, Kiiskinen J. (2014) ‘When Colour Matters: Policing and Hate Crime’. Social Inclusion, 2(1), 1-11.
  13. Schweppe J. (2021) ‘What is a hate crime?’ Cogent Social Sciences,7 (1).
  14. Sweden school killings: Attacker ‘had racist motives’’ (23 OCT 2015) BBC News.
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胡中行_96
169 篇文章 ・ 65 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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【2022 年諾貝爾生理或醫學奬】復現尼安德塔人消逝的 DNA,也映襯我們何以為人
寒波_96
・2022/10/06 ・8169字 ・閱讀時間約 17 分鐘

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人對自身歷史的好奇歷久彌新。最近十年古代 DNA 研究大行其道,光是發表於 Cell、Nature、Science 的論文就多到要辛苦讀完,加上其他期刊更是眼花撩亂。「古代遺傳學」的衝擊毋庸置疑,開創者帕波(Svante Pääbo)足以名列歷史偉人;然而,得知 2022 年諾貝爾生理或醫學獎由他一人獨得 ,還是令人吃驚——諾貝爾獎竟然會頒給人類演化學家?

諾貝爾獎有物理獎、有化學獎,但是沒有生物學獎,而是「生理或醫學獎」。帕波獲獎的理由是:「發現滅絕人類的基因組以及研究人類演化」。乍看和生理或醫學沒有關係,深入思考……好像還真的沒有什麼關係。

偷用強者我朋友的感想:「應該就是選厲害的。第一個和生理或醫學無關的生理或醫學獎得主,聽起來滿屌的」。

帕波直接的貢獻非常明確,在他的努力下,重現消失數萬年的尼安德塔人(Neanderthal)基因組。他為什麼想要這樣做,過程中經歷什麼困難,發現又有什麼意義呢?

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喜愛古埃及的演化遺傳學家

帕波公元 1955 年在瑞典出生,獲獎時 67 歲。他從小對古埃及有興趣,大學時選擇醫學仍不忘古埃及,但是一生都在追求新奇的帕波,嫌埃及研究的步調太慢,後來走上科學研究之路。1980 年代初博士班時期,他使用當時最高端的分子生物學手段探討免疫學,成果發表於 Cell 等頂尖期刊,可謂免疫學界的頂級新秀。

然而,他始終無法忘情逝去的世界。1984 年美國的科學家獲得斑驢的 DNA 片段,轟動一時。斑驢已經滅絕一百年,能夠由其遺骸取得古代 DNA,令博士生帕波大為震撼。他很快決定結合自己的專業與興趣,嘗試由古埃及木乃伊取得 DNA,並且獨立將結果發表於 Nature 期刊。

古代 DNA。圖/取自 參考資料 1

博士畢業後,帕波義無反顧地轉換領域,遠渡美國追隨加州柏克萊大學的威爾森(Allan Wilson)。威爾森在 1970 年代便開始探討分子演化,後來又根據不同人類族群間粒線體 DNA 的差異,估計非洲以外的人群,分家只有幾萬年,支持智人出非洲說。

帕波正式投入相關研究後意識到,從古代樣本取樣 DNA 的汙染問題相當嚴重。這邊「汙染」的意思是,並非抓到樣本內真正的古代 DNA 目標,而是周圍環境、實驗操作者等來源的 DNA;包括他自己之前的木乃伊 DNA,很可能也不是真正的古代 DNA。另一大問題是,生物去世後 DNA 便會開始崩潰,經歷成千上萬年後,樣本中即使仍有少量遺傳物質殘存,含量也相當有限。

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帕波投入不少心血改善問題。例如那時新發明的 PCR 能精確並大量複製 DNA,他馬上用於自己的題目(更早前是利用細菌,細菌繁殖時順便生產 DNA)。多年嘗試後,他決定放棄埃及木乃伊(埃及木乃伊的基因組在 2017 年成功),改以遺傳與智人差異較大的尼安德塔人為研究對象。

取得數萬年前尼安德塔人的 DNA

根據現有的證據,尼安德塔人是距今約 4 萬到 40 多萬年前的古人類。確認為尼安德塔人的第一件化石,於 1856 年在德國的尼安德谷發現,並以此得名(之前 2 次更早出土化石卻都沒有意識到)。這是我們所知第一種,不是智人的古代人類(hominin)。

對於古人類化石,一百多年來都是由考古與型態分析。帕波帶著遺傳學工具投入,不但增進考古和古人類學的知識,也拓展了遺傳學的領域。他後來前往德國的慕尼黑大學,幾年後又被挖角到馬克斯普朗克研究所,領導萊比錫新成立的人類演化部門,多年來培養出整個世代的科學家,也改變我們對人類演化的認知。

不同個體的粒線體 DNA 之間差異,智人與黑猩猩最多,智人與智人最少,智人與尼安德塔人介於期間。圖/取自 參考資料 2

帕波在 1996 年首度取得尼安德塔人的 DNA 片段,來自粒線體。他為了確認結果,邀請一位美國小女生重複實驗,驗證無誤,她就是後來也成為一方之霸的史東(Anne Stone)。比較這段長度 105 個核苷酸的片段,尼安德塔人與智人間的差異,明顯超過智人與智人。

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然而,粒線體只有 16500 個核苷酸,絕大部分遺傳訊息其實藏在細胞核的染色體中。想認識尼安德塔人的遺傳全貌,非得重現細胞核的基因組。

可是一個細胞內有數百套粒線體,只有 2 套基因組,因此粒線體 DNA 的含量為細胞核數百倍;而且染色體合計超過 30 億個核苷酸,數量無比龐大。可以說,細胞核基因組可供取材的 DNA 量少,需要復原的訊息又多,比粒線體更難好幾個次元。

方法學與時俱進:從 PCR 到次世代定序

一開始,帕波與合作者使用 PCR,但是帕波知道這是死路一條。取樣 DNA 會破壞材料,尼安德塔人的化石有限;PCR 一次又只能復原幾百核苷酸,要完成 30 億的目標遙遙無期。

帕波持續努力克服難關。2000 年人類基因組首度問世,採取「霰彈槍」定序法,大幅提升效率;也就是將 DNA 序列都打碎,一次定序一大堆片段,再由電腦程式拼湊。帕波因此和 454 生命科學公司合作,改用新的次世代定序法,偵測化石中的古代 DNA。2006 年發表的論文可謂里程碑,報告次世代定序得知的 100 萬個尼安德塔人核苷酸,足以進行一些基因體學的分析。

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帕波當時在美國的合作者魯賓(Edward Rubin)持續使用 PCR,雙方分歧愈來愈大,終於分道揚鑣。所以很可惜地,2010 年尼安德塔人基因組論文發表時,魯賓沒有參與到最後。這是人類史上第一次,取得滅絕生物大致完整的基因組,也是帕波獲頒諾貝爾獎的直接理由。

帕波戰隊。圖/取自 The Neandertal Genome Project

鐵證:尼安德塔人與智人有過遺傳交流

這份拼湊多位尼安德塔人的基因組,儘管品質不佳,卻足以解答一個問題:尼安德塔人與智人有過混血嗎?答案是有,卻和本來想的不一樣。尼安德塔人沒有長居非洲,主要住在歐洲、西南亞、中亞,也就是歐亞大陸的西部。假如與智人有過混血,歐洲人應該最明顯。結果並非如此。

帕波的組隊能力無與倫比,他廣邀各領域的菁英參與計畫,不只取得 DNA 資料,也陸續研發許多分析資料的手法,其中以哈佛大學的瑞克(David Reich)最出名。

分析得知,非洲以外,歐洲、東亞、大洋洲的人,基因組都有 1% 到 4% 能追溯到尼安德塔人(後來修正為 2% 左右)。所以雙方傳承至今的混血,發生在智人離開非洲以後,又向各地分家以前;並非尼安德塔人主要活動的歐洲。

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首度由 DNA 定義古代新人類:丹尼索瓦人

復原古代基因組的工作相當困難,不過引進次世代定序後,從不可能的任務降級為難題,尼安德塔人重出江湖變成時間問題。出乎意料,同樣在 2010 年,帕波戰隊又發表另外 2 篇論文,描述一種前所未知的古人類:丹尼索瓦人(Denisovan)。不是藉由化石,而是首度由 DNA 得知新的古代人種。

根據細胞核基因組,尼安德塔人、丹尼索瓦人的親戚關係最近,智人比較遠,三群人類間有過多次遺傳交流。圖/取自 參考資料 1

丹尼索瓦人得名於出土化石的遺址(地名來自古時候當地隱士的名字),位於西伯利亞南部的阿爾泰地區,算是中亞。帕波對這兒並不陌生,之前俄羅斯科學家在這裡發現過尼安德塔人化石,而且由於乾燥與寒冷,預計化石中的古代 DNA 保存狀況應該不錯。

帕波戰隊對丹尼索瓦洞穴中的一件小指碎骨定序,首先拼裝出粒線體,驚訝地察覺到這不是智人,卻也不是尼安德塔人,接下來的細胞核基因組重複證實此事。它們變成前後 2 篇論文,帕波出名的不喜歡物種爭論,不使用學名,所以直稱其為「丹尼索瓦人」。

還有幾顆丹尼索瓦洞穴出土的牙齒也尋獲粒線體,而且這些臼齒特別大,型態前所未見。奇妙的是,丹尼索瓦人粒線體、基因組的遺傳史不一樣;和智人、尼安德塔人相比,尼安德塔人的粒線體比較接近智人,細胞核基因組卻比較接近丹尼索瓦人。

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這反映古代人類群體間的遺傳交流相當複雜,不只是智人、尼安德塔人,也不只有過一次。後來又在丹尼索瓦洞穴發現一位爸爸是丹尼索瓦人、媽媽是尼安德塔人的混血少女,更是支持不同人群遺傳交流的直接證據。

遠觀丹尼索瓦洞穴。圖/取自論文〈Age estimates for hominin fossils and the onset of the Upper Palaeolithic at Denisova Cave〉的 Supplementary information

回溯分歧又交織的人類演化史

重現第一個尼安德塔人基因組後,帕波戰隊持續改進定序與分析的技術,也獲得更多樣本,深入不同族群的分家年代、彼此間的混血比例等問題,新知識不斷推陳出新。

丹尼索瓦人方面,如今仍無法確認他們的活動範圍,不過很可能是歐亞大陸偏東部的廣大地區。一如尼安德塔人,丹尼索瓦人也與智人有過遺傳交流。

最初估計某些大洋洲人配備 4% 到 6% 的丹尼索瓦人血緣,後來修正為 2% 左右(不同方法估計的結果不一樣,總之和尼安德塔血緣差不多)。不同智人具備丹尼索瓦 DNA 的比例差異頗大,某些大洋洲人之外,東亞族群也具備些許,歐亞大陸西部的人卻幾乎沒有。

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到帕波獲得諾貝爾獎為止,古代 DNA 最早的紀錄是超過一百萬年的西伯利亞古代象。圖/最早古代 DNA,超過一百萬年的西伯利亞象

至今年代最古早的人類 DNA,來自西班牙的胡瑟裂谷(Sima de los Huesos),距今 43 萬年左右(最早的是超過一百萬年的古代象,由受到帕波啟發的其餘團隊發表)。根據 DNA 特徵,胡瑟裂谷人的細胞核基因組更接近尼安德塔人,可以視作初期的尼安德塔人族群。然而,他們的粒線體卻更像丹尼索瓦人。

帕波開發的研究方法,不只針對消逝的智人近親,也能用於古代智人與其他生物,累積一批數萬年前智人的基因組。釐清近期的混血事件外,還能探討不同人群當初分家的時期。估計尼安德塔人、丹尼索瓦人約在 40 多萬年前分家,他們和智人的共同祖先,又能追溯到距今 50 到 80 萬年的範圍。

智人何以為智人?遠古血脈的傳承,磨合,新適應

消逝幾萬年的尼安德塔人、丹尼索瓦人,皆為智人的極近親。由於數萬年前的遺傳交流,仍有一部分近親血脈流傳於智人的體內。這些血脈經過數萬年,早已融入成為我們的一部分。

人,人,人,人呀。圖/取自 參考資料 2

智人的某些基因與基因調控,受到遠古混血影響。最出名的案例,莫過於青藏高原族群(圖博人或藏人)的 EPAS1 基因繼承自丹尼索瓦人,比智人版本的基因更有利於適應缺氧。另外也觀察到許多案例,與免疫、代謝等功能有關。

近年 COVID-19(武漢肺炎、新冠肺炎)席捲世界,觀察到感染者的症狀輕重受到遺傳差異影響;其中至少兩處 DNA 片段,一處會增加、另一處降低住院的機率,都可以追溯到尼安德塔人的遠古混血。

非洲外每個人都有 1% 到 2% 血緣來自尼安德塔人,不同人遺傳到的片段不一樣。將不同智人個體的片段拼起來,大概能湊出 40% 尼安德塔人基因組(不同算法有不同結果),也就是說,當初進入智人族群的尼安德塔 DNA 變異,不少已經失傳。

失傳可能是機率問題,某一段 DNA 剛好沒有智人繼承。但是也可能是由於尼安德塔 DNA 變異,對智人有害或是遺傳不相容,而被天擇淘汰。遺傳重組之故,智人基因組上每個位置,繼承到尼安德塔變異的機率應該差不多;可是相比於體染色體,X 染色體的比例卻明顯偏低;這意謂智人的 X 染色體,不適合換上尼安德塔版本。

例如 2022 年發表的論文,比較 TKTL1 基因上的差異對智人、尼安德塔人神經發育的影響。圖/取自〈Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neanderthals

智人之所以異於非人者幾希?藉由比較智人的極近親尼安德塔人,能深入思考這個大哉問。是哪些遺傳改變讓智人誕生,後來又衍生出什麼不可取代的遺傳特色?另一方面也能反思,某些我們以為專屬智人的特色,其實並非智人的專利。

分析遺傳序列,畢竟只是鍵盤辦案,一向雄心壯志的帕波,當然想要更進一步解答疑惑。比方說,尼安德塔人、智人間某處 DNA 差異對神經發育有什麼影響?體外培養細胞、模擬器官發育的新穎技術,如今也被帕波引進人類演化學的領域。

瑞典與愛沙尼亞之子,德國製造,替人類做出卓越貢獻的人

回顧完帕波到得獎時的精彩成就,他的工作與生理或醫學有哪些關係,各位讀者可以自行判斷。我還是覺得沒什麼直接關係,如遠古混血影響病毒感染的重症機率這種事,那些 DNA 變異最初是否源自尼安德塔人,其實無關緊要。不過多少還是有些影響,像是為了研究古代基因組而研發出的基因體學分析方法,應該也能用於生醫領域。

《尋找失落的基因組》台灣翻譯本。

帕波 2014 年時發表回憶錄《尋找失落的基因組》,自爆許多內幕。台灣的翻譯出過兩版,可惜目前絕版了。我在 2015 年、2019 年各寫過一篇介紹。書中有許多值得玩味之處,不同讀者會看到不同重點,有興趣可以找來閱讀,看看有什麼啟發。

主題是諾貝爾獎就不能不提,帕波得獎也讓諾貝爾新添一組父子檔,他的爸爸伯格斯特龍(Sune Karl Bergström)是 1982 年生理或醫學獎得主。為什麼父子不同姓?因為他是隨母姓的私生子,父子間非常不熟。

他的媽媽卡琳.帕波(Karin Pääbo)是愛沙尼亞移民瑞典的化學家,2007 年去世前曾在訪問提及,她兒子在 13、14 歲時從埃及旅遊回來,對科學產生興趣。帕波獲頒諾貝爾獎後受訪提到,可惜媽媽已經去世,無法與她分享榮耀。移民異國討生活的單親媽媽,能夠養育出得到諾貝爾獎的兒子,也可謂偉大成就。

人類演化的議題弘大淵博,但是究其根本,依然要回歸到一代一代的傳承。每個人都無比渺小,卻也是全人類中的一份子,親身參與其中。諾貝爾生理或醫學獎 2022 年的頒獎選擇,乍看突兀,仔細思索卻頗有深意。帕波的研究也許很不生理或醫學,卻再度強化諾貝爾奬設立的精神:「獎勵替人類做出卓越貢獻的人」。

  • 帕波得獎後接受電話訪問:

延伸閱讀

參考資料

  1. Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Wed. 5 Oct 2022.
  2. Advanced information. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022. Wed. 5 Oct 2022.
  3. Geneticist who unmasked lives of ancient humans wins medicine Nobel
  4. Ancient DNA pioneer Svante Pääbo wins Nobel Prize in Physiology or Medicine
  5. Nature 論文蒐集「Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022
  6. Estonian descendant Svante Pääbo awarded Nobel prize

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。