لطالما كانت الإنسانية مفتونة بأصولها. من أين أتينا، وما علاقتنا بمن سبقنا؟ ما الذي يجعلنا، كإنسان عاقل، مختلفين عن أشباه البشر الآخرين؟ هذا ما حاز عليه سافانتي بابو Svante Pääbo جائزة نوبل في الطب 2022 .
محتويات المقال :
ما الذي قدمه Svante Pääbo ليحصل على جائزة نوبل في الطب 2022 ؟
من خلال بحثه الرائد، أنجز Svante Pääbo شيئًا يبدو مستحيلًا وهو تسلسل جينوم إنسان نياندرتال، أحد أقارب البشر المنقرضين في الوقت الحاضر. كما قام باكتشاف مثير لنوع بشري غير معروف سابقًا، وهو الدينيسوفا. الأهم من ذلك أن Pääbo قد وجد أيضًا أن نقل الجينات قد حدث من أشباه البشر المنقرضة الآن إلى الإنسان العاقل بعد الهجرة من إفريقيا منذ حوالي 70 ألف عام. هذا التدفق القديم للجينات إلى البشر المعاصرين له صلته الفسيولوجية اليوم وأدلته المنعكسة علينا، على سبيل المثال التأثير على كيفية تفاعل جهاز المناعة لدينا مع العدوى.
أدى بحث Pääbo الأساسي إلى ظهور مجال علمي جديد تمامًا وهو علم الحفريات القديمة. فمن خلال الكشف عن الاختلافات الجينية التي تميز جميع البشر الأحياء عن أشباه البشر المنقرضة، توفر اكتشافاته الأساس لاستكشاف ما يجعلنا بشرًا فريدين!
من أين أتينا؟
إن مسألة أصلنا وما الذي يجعلنا متفردين قد شغلت البشرية منذ العصور القديمة. ومن هنا برزت أهمية علم الحفريات وعلم الآثار لقدرتهما دراسة التطور البشري. وقد قدمت الأبحاث دليلاً على أن الإنسان الحديث تشريحياً، Homo sapiens، ظهر لأول مرة في إفريقيا منذ حوالي 300 ألف عام، في حين أن أقرب أقربائنا المعروفين، إنسان نياندرتال، تطور خارج إفريقيا وسكان أوروبا وغرب آسيا من حوالي 400 ألف عام حتى 30 ألف عام مضت، وعند هذه النقطة انقرضوا.
مقترح: هل استطاع إنسان النياندرتال التكلم مثلنا؟ – موقع الأكاديمية بوست (elakademiapost.com)
منذ حوالي 70 ألف عام، هاجرت مجموعات من الإنسان العاقل من إفريقيا إلى الشرق الأوسط، ومن هناك انتشروا إلى بقية العالم. وهكذا تعايش الإنسان العاقل والنياندرتال في أجزاء كبيرة من أوراسيا لعشرات الآلاف من السنين. ولكن ماذا نعرف عن علاقتنا مع البشر البدائيين المنقرضين؟ وهل يمكننا الوصول إلى القرائن والأدلة من المعلومات الجينومية؟
بحلول نهاية التسعينيات، كان الجينوم البشري بأكمله تقريبًا قد تم تحديد تسلسله. وكان هذا إنجازًا كبيرًا، مما سمح بإجراء دراسات لاحقة للعلاقة الجينية بين مختلف المجموعات البشرية. ومع ذلك، فإن دراسات العلاقة بين البشر الحاليين والنياندرتال المنقرضين تتطلب تسلسل الحمض النووي الجيني للعينات القديمة. مما جعلها مهمة تبدو مستحيلة!
حياة مهنية وشغف بلا حدود وراء نوبل في الطب 2022
في بداية حياته المهنية، انبهر Svante Pääbo بإمكانية استخدام الأساليب الجينية الحديثة لدراسة الحمض النووي لإنسان نياندرتال. ومع ذلك، سرعان ما أدرك التحديات التقنية الصعبة، لأنه مع مرور الوقت يصبح الحمض النووي هالكًا كيميائيًا ويتحلل إلى أجزاء قصيرة. بعد آلاف السنين، لم يتبق سوى كميات ضئيلة من الحمض النووي، وما تبقى ليومنا هذا أصبح ملوث بشكل كبير بأحماض نووية من البكتيريا والبشر المعاصرين. بدأ Pääbo في تطوير طرق لدراسة الحمض النووي من إنسان نياندرتال كطالب ما بعد الدكتوراه مع ألان ويلسون، وهو رائد في مجال علم الأحياء التطوري، وقد استمر مسعاه لعدة عقود.
في عام 1990، تم تعيين بابو في جامعة ميونيخ، حيث واصل عمله كأستاذ على الحمض النووي القديم. وقرر تحليل الحمض النووي من ميتوكوندريا إنسان نياندرتال، والميتوكوندريا هي عضيات في الخلايا التي تحتوي على الحمض النووي الخاص بها. لا يحتوي جينوم الميتوكوندريا إلا على جزء بسيط من المعلومات الجينية في الخلية لصغر حجمه، ولكنه موجود بآلاف النسخ، مما يزيد من فرص النجاح. وبفضل أساليبه، تمكن Pääbo من ترتيب منطقة من الحمض النووي للميتوكوندريا من قطعة عظم عمرها 40 ألف عام. وهكذا، ولأول مرة، تمكنا من الوصول إلى تسلسل جيني لبشري منقرض يقرب إلى فصيلتنا. وأظهرت المقارنات مع البشر المعاصرين والشمبانزي أن إنسان نياندرتال كان متميزًا وراثيًا.
تسلسل جينوم الإنسان البدائي
نظرًا لأن تحليلات جينوم الميتوكوندريا الصغير أعطت معلومات محدودة فقط، فقد اتخذ Pääbo الآن التحدي الهائل المتمثل في تحديد تسلسل الجينوم النووي لإنسان نياندرتال.
في ذلك الوقت، عُرضت عليه فرصة إنشاء معهد ماكس بلانك في لايبزيغ بألمانيا. في المعهد الجديد، قام Pääbo وفريقه بالتركيز على تحسين طرق عزل وتحليل الحمض النووي من بقايا العظام القديمة. واستغل فريق البحث التطورات التقنية الجديدة، والتي جعلت تسلسل الحمض النووي عالي الكفاءة.
أشرك Pääbo أيضًا العديد من المتعاونين المهمين من ذوي الخبرة في علم الوراثة السكانية وتحليل التسلسل المتقدم، وكانت جهوده ناجحة. فقد أنجز Pääbo ما يبدو مستحيلًا وتمكن من نشر أول تسلسل جينوم لإنسان نياندرتال في عام 2010. وقد أظهرت التحليلات المقارنة أن أحدث سلف مشترك لإنسان نياندرتال والإنسان العاقل عاش منذ حوالي 800 ألف عام.
أصبح بإمكان Pääbo وزملاؤه الآن معرفة العلاقة بين إنسان نياندرتال وبشر العصر الحديث من أجزاء مختلفة من العالم. وقد أظهرت التحليلات المقارنة أن تسلسلات الحمض النووي من إنسان نياندرتال كانت أكثر تشابهًا مع تسلسلات من البشر المعاصرين الذين نشأوا من أوروبا وآسيا أكثر من البشر المعاصرين القادمين من إفريقيا. هذا يعني أن النياندرتال والإنسان العاقل تزاوجوا خلال آلاف السنين من التعايش. وفي البشر المعاصرين من أصل أوروبي أو آسيوي، يظهر ما يقرب من 1-4٪ من الجينوم من إنسان نياندرتال.
اكتشاف بشر دينيسوفا المثير
في عام 2008، تم اكتشاف جزء من عظم إصبع عمره 40 ألف عام في كهف دينيسوفا في الجزء الجنوبي من سيبيريا. وقد احتوت العظمة على حمض نووي محفوظ جيدًا بشكل استثنائي، فقام فريق بابو بترتيب تسلسله. وتسببت النتائج في إثارة ضجة كبيرة!
كان تسلسل الحمض النووي فريدًا عند مقارنته بجميع التسلسلات المعروفة من إنسان نياندرتال والإنسان الحالي. فعرف Pääbo أنه قد اكتشف أحد أشباه البشر غير المعروف سابقًا، فأطلق عليه اسم دينيسوفا Denisova. وأظهرت المقارنات مع تتابعات البشر المعاصرين من أجزاء مختلفة من العالم أن تدفق الجينات قد حدث أيضًا بين Denisova و Homo sapiens النوع العاقل. وشوهدت هذه العلاقة لأول مرة في السكان في ميلانيزيا وأجزاء أخرى من جنوب شرق آسيا، حيث يحمل الأفراد ما يصل إلى 6 ٪ من الحمض النووي للدينيسوفا.
لقد وَلّدَت اكتشافات بابو فهماً جديداً لتاريخنا التطوري. ففي الوقت الذي هاجر فيه الإنسان العاقل من إفريقيا، كان ما لا يقل عن مجموعتين من أشباه البشر المنقرضين يسكنان أوراسيا. وقد عاش إنسان نياندرتال في غرب أوراسيا، بينما سكن إنسان دينيسوفا الأجزاء الشرقية من القارة. وأثناء توسع الإنسان العاقل خارج إفريقيا وهجرتهم شرقاً، لم يصادفوا وتزاوجوا مع إنسان نياندرتال فحسب، بل وأيضاً مع إنسان دينيسوفان.
علم الأحياء القديمة وأهميته في جائزة نوبل في الطب 2022
أنشأ Svante Pääbo من خلال بحثه الرائد فرعًا علميًا جديدًا تمامًا، وهو علم الأحياء القديمة. فبعد الاكتشافات الأولية، أكملت مجموعته تحليلات العديد من سلاسل الجينوم الإضافية من أشباه البشر المنقرضة. وقد أنشأت اكتشافات Pääbo موردًا فريدًا يستخدمه المجتمع العلمي على نطاق واسع لفهم التطور البشري والهجرة بشكل أفضل. وتشير الأساليب القوية الجديدة لتحليل التسلسل إلى أن أشباه البشر القدماء ربما اختلطوا أيضًا مع الإنسان العاقل في إفريقيا. ومع ذلك، لم يتم حتى الآن تحديد تسلسل جينومات من أشباه البشر المنقرضة في إفريقيا بسبب التهالك المتسارع للحمض النووي القديم في المناخات الاستوائية.
لكن، بفضل اكتشافات Svante Pääbo، نفهم الآن أن التسلسلات الجينية القديمة من أقاربنا المنقرضين تؤثر على فسيولوجيا البشر في الوقت الحاضر. أحد الأمثلة على ذلك هو نسخة دينيسوفان من الجين EPAS1، والتي تمنح ميزة للبقاء على ارتفاعات عالية، وهي شائعة بين التبتيين في الوقت الحاضر. ومن الأمثلة الأخرى جينات الإنسان البدائي التي تؤثر على استجابتنا المناعية لأنواع مختلفة من العدوى.
ما الذي جعلنا بشرًا مميزين عن غيرنا من أنواع بشرية؟
تميز الإنسان العاقل بقدرته الفريدة على إنشاء ثقافات معقدة وابتكارات متقدمة وفنون تصويرية، فضلاً عن قدرته على عبور المياه المفتوحة والانتشار إلى جميع أنحاء كوكبنا. وقد عاش إنسان نياندرتال أيضًا في مجموعات، وكان لديه أدمغة كبيرة. فقد استخدموا أدوات أيضًا، لكنها لم تتطور إلا قليلاً خلال مئات الآلاف من السنين. كانت الاختلافات الجينية بين الإنسان العاقل وأقرب أقربائنا المنقرضين غير معروفة حتى تم التعرف عليهم من خلال عمل بابو الأساسي. ويركز البحث المستمر المكثف لبابو على تحليل الآثار الوظيفية لهذه الاختلافات مع الهدف النهائي المتمثل في شرح ما يجعلنا بشرًا فريدًا. كل هذا جعل من بابو مرشحًا مثاليًا للفوز بجائزة نوبل في الطب 2022.
مقترح: تاريخ الإنسان العاقل، كيف وصلنا إلى ما نحن عليه اليوم؟ – موقع الأكاديمية بوست (elakademiapost.com)
المصدر:
البيان الصحفي لجائزة نوبل
سعدنا بزيارتك، جميع مقالات الموقع هي ملك موقع الأكاديمية بوست ولا يحق لأي شخص أو جهة استخدامها دون الإشارة إليها كمصدر. تعمل إدارة الموقع على إدارة عملية كتابة المحتوى العلمي دون تدخل مباشر في أسلوب الكاتب، مما يحمل الكاتب المسؤولية عن مدى دقة وسلامة ما يكتب.
التعليقات :