پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

 اسوانته پابو، دانشمند سوئدی که با بازیابی مواد ژنتیکی از استخوان های چهل هزار ساله، تولید ژنوم کامل نئاندرتال و راه اندازی زمینه مطالعات DNA باستانی به تاریخ بشر نگاه کرد، روز گذشته جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را دریافت کرد.

 این جایزه یک حرفه علمی غیرمحتمل را به رسمیت شناخت.  دکتر پابو که زمانی رویای مصر شناس شدن را در سر می پروراند، سال های اولیه تحقیقات خود را وقف استخراج مواد ژنتیکی از مومیایی ها کرد، اما این تحقیقات به پایان رسید زیرا ممکن بود نمونه ها توسط DNA خود او و همکارانش آلوده شده باشند.

 در عرض حدود دو دهه، در سال 2006، او تلاشی بسیار برای رمزگشایی ژنوم نئاندرتال انجام داد.  او اتاق‌هایی به اصطلاح تمیز طراحی کرد که به مدیریت DNA باستانی اختصاص داشت و فسیل‌ها را از آلودگی با مواد ژنتیکی انسان‌های زنده محافظت می‌کرد.  و پیشرفت های چشمگیر در فناوری توالی یابی به او اجازه داد تا نوعی از DNA به شدت آسیب دیده موجود در استخوان های باستانی را رمزگشایی کند.

 دکتر نیلز گوران لارسون، رئیس کمیته نوبل فیزیولوژی و پزشکی و استاد بیوشیمی پزشکی در موسسه کارولینسکا در استکهلم گفت: «به طور قطع بازیابی DNA از استخوان های چهل هزار ساله غیرممکن بنظر می رسید."


 در سال 2010، دکتر پابو از ژنوم نئاندرتال ها رونمایی کرد.  این مطالعهپنجره‌ای را به سؤالاتی در مورد اینکه چه چیزی انسان‌های اولیه را از انسان‌های مدرن متمایز می‌کرد، باز کرد.  همچنین به دانشمندان کمک کرد تا تفاوت‌های ژنتیکی در انسان‌های امروزی را ردیابی کنند و بفهمند این تفاوت‌ها چه نقشی در بیماری‌ها، از جمله کووید-۱۹ دارند.  در سال 2020، دکتر پابو و همکارش دریافتند که ویروس کرونا در افرادی که بخش‌هایی از DNA نئاندرتال را به ارث برده‌اند، علائم شدیدتری ایجاد می‌کند.

 حتی برخی از بزرگترین تحسین کنندگان دکتر پابو این جایزه را غیرمنتظره توصیف کردند.  تحلیلگران مدت‌ها حدس می‌زدند که دانشمندانی که توالی ژنوم انسان مدرن را تعیین کرده‌اند، کاندیدهای قدرتمندی برای دریافت جایزه نوبل هستند، بدون اینکه فکر کنند دانشمندی که DNA نئاندرتال را توالی‌یابی کرده است، ابتدا به آنجا می‌رسد.

 با این وجود ژنتیک دانان گفتند که این دو پروژه در هم تنیده شده اند: پیشرفت های سریع در فناوری توالی یابی که پس از آغاز پروژه ژنوم انسانی در سال 1990 به وجود آمد، به دکتر پابو کمک کرد تا بتوان با مقادیر کوچکی از DNA نئاندرتال تفسیر کند که در طی ده ها هزار سال گذشته آسیب دیده بود.

 دکتر اریک گرین، مدیر مؤسسه ملی تحقیقات ژنوم انسانی در مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده، گفت: "اثر انگشت‌های زیادی از پروژه ژنوم انسانی در سراسر تحقیقات نمایان است.  با این حال، بازیابی نمونه های تمیز، غربال کردن DNA باقی مانده از باکتری هایی که استخوان ها را مستعمره کرده بودند و تجزیه و تحلیل قطعات حاصل از DNA نئاندرتال به دکتر پابو واگذار شد."

 دکتر گرین گفت: «توالی یابی در نهایت با تعداد زیادی قطعه از استخوان نئاندرتال ها به پایان می رسد.  سپس این مسئله مطرح است: «چگونه آن پازل را دوباره کنار هم قرار می‌دهیم؟»

 هنگامی که دکتر پابو DNA باکتری را پاک کرد، با آسیب ژن‌های نئاندرتال روبرو شد، توالی‌ها را تجزیه و تحلیل کرد و در نهایت پازل ژنتیکی را دوباره سرهم کرد، تصویری که ظاهر شد حیرت‌انگیز بود.

 پیش از این شواهد باستان‌شناسی وجود داشت که نشان می‌داد قبل از ناپدید شدن نئاندرتال‌ها در حدود سی هزار سال پیش، آنها در اروپا و آسیا در کنار اجداد انسان‌های مدرن که از آفریقا به آنجا مهاجرت کرده بودند، زندگی می‌کردند.  اما باور غالب این بود که انسان‌های مدرن آنقدر متمایز هستند که با نئاندرتال‌ها فرزندی نداشته‌اند.  (انسان های امروزی و نئاندرتال ها جد مشترکی دارند که حدود ششصد هزار سال پیش می زیسته است.)

 دیوید رایش، متخصص ژنتیک متخصص در DNA باستانی در دانشکده پزشکی هاروارد که با دکتر پابو روی توالی‌یابی این ژن کار می‌کرد، گفت: تجزیه و تحلیل ژنوم نئاندرتال توسط دکتر پابو و همکارانش این باور را لغو کرد و نشان داد که ژنوم انسان‌های مدرن و نئاندرتال‌ها در طی زمان همیشه با هم ترکیب شده اند.

 دکتر رایش گفت: "ما در حال حاضر در جهان تنها هستیم - این انسان های قدیمی دیگر با ما زندگی نمی کنند.  تنها 50 تا 60 هزار سال پیش، هر زمان که امکان آن فراهم می شد با آنها مخلوط می شدیم."

 این اختلاط یک اثر ژنتیکی قوی به جا گذاشت.  تیم تحقیقاتی دریافت که افرادی که در حال حاضر در اروپا و آسیا زندگی می کنند یک تا چهار درصد از ژنوم خود را از نئاندرتال ها می گیرند.  هیچ سابقه ای از نئاندرتال ها در آفریقا وجود ندارد، به این معنی که آنها مستقیماً در ژنوم افراد آنجا نقشی نداشته اند، اما دانشمندان بر این باورند که در سایر گونه های اولیه انسان احتمالاً نقش داشته اند.

 دکتر پابو، مدیر مؤسسه انسان‌شناسی تکاملی ماکس پلانک، از تکنیک‌هایی که برای تعیین توالی ژنوم نئاندرتال برای مطالعه سایر خویشاوندان تکاملی ابداع کرده بود، استفاده کرد.
 در سال 2008، تیم دکتر پابو DNA را از استخوان انگشتی که در یک غار در سیبری یافت شد، بازیابی کردند و متوجه شدند که این استخوان متعلق به یک جمعیت انسانی باستانی ناشناخته است که بعداً دنیسووان نام گرفت.  این ژنوم امضای خود را در برخی از انسان‌های امروزی نیز به جا گذاشته است: دکتر پابو دریافت که انواع ژن‌هایی که به تبتی‌های مدرن کمک می‌کنند در ارتفاعات بالا زندگی کنند، ممکن است از دنیسوواها مشتق شده باشند.

 دکتر رایش گفت، نتایج این مطالعات نه تنها نقشه جدیدی از مهاجرت انسان را ایجاد کرد، بلکه شواهدی از اختلاط قابل توجه بین گروه‌ها در تاریخ دوردست بشر ارائه کرد.

 او گفت: «این عمیقا درک بسیاری از مردم از تاریخ بشر را تغییر داده است.  افسانه‌های نژادپرستانه در برابر داده‌ها نمی‌ایستند، و این ثابت می‌کند که ترکیب و مهاجرت چقدر در گذشته ما مهم است.»

 این سؤال که چه چیزی انسان‌های مدرن را منحصربه‌فرد می‌کند، یکی از اساسی‌ترین سؤال‌هایی است که توسط تحقیقات دکتر پابو مطرح شده است، هنوز به سختی قابل حل است.  تحقیقات او انواع ژنتیکی را که در بین انسان‌های زنده رایج است اما در نئاندرتال‌ها وجود ندارد، شناسایی کرد و نوعی طرح کلی برای مجموعه جهش‌هایی ارائه کرد که آنها را از انسان‌های امروزی متمایز می‌کند.

 اما دانشمندان هنوز این جهش‌ها را با ویژگی‌های انسان مدرن، مانند ظرفیت هنر فیگوراتیو، فرهنگ‌های پیچیده، همکاری‌های اجتماعی بزرگ و نوآوری‌های پیشرفته مرتبط نکرده‌اند.

 از جمله تحقیقاتی که از کار دکتر پابو حاصل شد، یافته‌های او و دکتر زبرگ در سال 2020 بود که نشان می‌داد افرادی که DNA نئاندرتال‌ها را از شصت هزار سال پیش به ارث برده اند، بیشتر در معرض خطر ابتلا به بیماری شدید ناشی از کرونا هستند.

 دکتر زبرگ گفت، دانستن اینکه افراد با اصل و نسب نئاندرتال در معرض خطر بیشتری برای ابتلا به بیماری هستند، می تواند به تشخیص جمعیت هایی که در معرض خطر بیشتری هستند کمک کرد.  در مورد ژن‌های دخیل در کووید شدید، تقریباً یک سوم از مردم آسیای جنوبی این بخش از ژنوم نئاندرتال را به ارث برده‌اند.

 دیگر همکاران دکتر پابو اکنون در تلاش هستند تا با تعیین توالی ژنوم انسان هایی که در ده هزار سال گذشته زندگی کرده اند، شکاف های تاریخ ژنتیکی انسان را پر کنند.  دکتر رایش گفت که او و دانشمندان دیگر نیز در تلاش بودند تا نمونه‌های بیشتری را از آفریقا و آمریکا مطالعه کنند، جایی که آب و هوا اغلب برای حفظ مواد ژنتیکی چندان خوشایند نیست.

 دکتر پابو گفت که تمرکز او بر روی تغییرات ژنتیکی است که توضیح می‌دهد چرا انسان‌های مدرن تا این حد پرجمعیت شدند و جوامع بزرگی را تشکیل دادند.

www.nytimes.com/2022/10/03/health/nobel-prize-medicine-physiology-winner.amp.html