Kim jest Svante Pääbo, za co dostał Nagrodę Nobla i dlaczego?

Tegorocznym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny lub fizjologii został szwedzki biolog, genetyk ewolucyjny Svante Pääbo. Naukowiec prowadził pionierskie badania nad kopalnym DNA. Czyli nad silnie zdegradowanymi fragmentami materiału genetycznego, pozyskanymi z mających tysiące lat szczątków ludzi i zwierząt. Następnie zbierał poszatkowane sekwencje genetyczne do kupy, aby odkryć niemal kompletny genom neandertalski. Komitet noblowski skrótowo uzasadnił przyznanie wyróżnienia następująco: „za odkrycia dotyczące genomów wymarłych homininów i ewolucji człowieka”.

Kim jest Svante  Pääbo?

Svante  Pääbo urodził się w stolicy swojego kraju, w roku 1955. Otrzymał zatem Nagrodę Nobla mając 67 lat. Szwed pochodzi z profesorskiej rodziny wyższych sfer: jego rodzice również byli naukowcami. Matka – Karin Pääbo – była estońską biochemiczką żywności. Ojciec (Sune Bergström) – także biochemik, lecz szwedzki – w roku 1982 otrzymał Nagrodę Nobla w tej samej dziedzinie, co dziś jego syn. Zanim zmarł, był profesorem w przyznającym Nobla z medycyny lub fizjologii Instytucie Karolińska. Swoją nagrodę otrzymał za badanie prostaglandyn, w tym odkrycie struktury poszczególnych hormonów tego typu oraz mechanizmów ich działania.

Historia tej naukowej rodziny jest burzliwa, bo Svante jest nieślubnym dzieckiem, spłodzonym w pozamałżeńskim romansie ojca. Widywał go tylko w weekendy. Sune Bergström prowadził bowiem podwójne życie i syna spoza małżeństwa odwiedzał po kryjomu „tylko w soboty”. Z doniesień prasowych wynika, że Svante Pääbo o swoim przyrodnim bracie Ruriku (i vice versa) dowiedział się dopiero w 2005 roku (Svante miał 50 lat), gdy ojciec zmarł. Co więcej, matka Svantego była uchodźczynią z Estonii. Syna wychowywała w Szwecji, pod Sztokholmem, gdzie dorastał.

Naukowa kariera badacza była wielowektorowa. Początkowo studiował egiptologię i język koptyjski. Następnie przerzucił się na medycynę, a później na biologię komórki. Doktorat, na uniwersytecie w Uppsali, uzyskał dzięki badaniom nad tym, jak adenowirusowe białko E19 wpływa na układ odpornościowy. Jedna z prac, których jest współautorem, nosi tytuł: „Upośledzony transport wewnątrzkomórkowy antygenów MHC klasy I jako możliwy sposób uniknięcia przez adenowirusy nadzoru odpornościowego”. Później Svante Pääbo zafascynował się mumiami i jego kariera naukowa ostatecznie ukonstytuowała się na paleogenetyce i paleogenomice. Realizuje ją w Instytucie Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku. Zwrot ten opisywał w swojej książce „Neandertalczyk. W poszukiwaniu zaginionych genomów”, o której nieraz wcześniej pisałem. Autor opowiada w niej również swoje życie prywatne, w tym jak zakochał się w Lindzie Vigilant (amerykańskiej prymatolożce), wcześniej myśląc, że jest gejem.

Badanie kopalnego DNA przez Svante  Pääbo

Obecnie Svante Pääbo jest światowym autorytetem jeśli chodzi o genetykę ewolucyjną i badania kopalnego DNA. Gdy zaczynał, dziedzina ta dopiero raczkowała. Wiele metod badania zdegradowanego, wyekstrahowanego z kości DNA, opracował właśnie on. Obecnie z technik tych korzystają naukowcy z całego świata. Nic zatem dziwnego, że jest tym rzadkim przypadkiem, gdy Nagroda Nobla powędrowała tylko do jednej osoby. Zwykle jest bowiem tak, że otrzymuje ją dwoje bądź troje badaczy. W roku 2022 wyróżniony został jednak wyłącznie prof. Pääbo. Nie znaczy to oczywiście, że wszystko robił w pojedynkę. Na badania naukowe składa się praca dziesiątek lub setek osób, wiedza odkryta przez niezliczonych wcześniejszych naukowców, oraz finansowanie od podatników, ale w tym przypadku indywidualny upór Svantego wyjątkowo się wyróżniał.

Kopalne DNA, które bada Svante Pääbo, zwane jest też skrótowo aDNA (ang. ancient DNA, pol. archaiczne/antyczne DNA). Są to zdegradowane kawałki genomu, obecne w pozostałościach od dawna martwych organizmów. Często nie tylko zmarłych indywidualnie, ale też wymarłych jako gatunki. Kiedyś sądzono, że pozyskanie informacji genetycznej z takich szczątków jest niemożliwe. Okazało się jednak, m.in. właśnie dzięki tegorocznemu nobliście, że to nieprawda.

Chociaż aDNA jest mocno nadniszczone zębem czasu, na co wpływ mają warunki atmosferyczne, miejsce osadzenia czy rodzaj tkanki, to da się z niego wyciągnąć pewne istotne dane. A gdy zbierze się odpowiednią liczbę próbek, gdzie w każdej zachował się inny fragment genomu, po czym zestawi się je w jedną całość, można odtworzyć „mozaikowy” genom wymarłego gatunku. To tak, jakby pobrać od różnych ludzi inne odcinki ich DNA, zestawić i w ten sposób uzyskać taki „referencyjny” genom Homo sapiens. Właśnie coś takiego zrobił Svante Pääbo, ale w odniesieniu do Homo sapiens neanderthalensis. Początkowo szwedzki genetyk zsekwencjonował „tylko” mitochondrialny (mtDNA) genom neandertalski, a potem również genom jądrowy.

Za co konkretnie szwedzki naukowiec dostał Nobla z medycyny lub fizjologii?

Poza odkryciem, że antyczne DNA da się badać; poza opracowaniem stosownych do tego technik molekularnych; a także oprócz zsekwencjonowania mtDNA i jądrowego DNA neandertalskiego Svante Pääbo ma na swoim koncie także inne ważne zasługi. Np. analizy porównawcze genomów wykazały, że nasi ostatni wspólni z neandertalczykami przodkowie żyli około 800 tysięcy lat temu. Co niezwykle ciekawe, okazało się też że europejscy i azjatyccy (ale nie afrykańscy) ludzie krzyżowali się z neandertalczykami (i denisowianami). Współcześni Europejczycy i Azjaci mają więc w swoich genomach ok. 2% neandertalskiego DNA. O konsekwencjach tego fenomenu pisałem w mojej „Bioksiążce”.

Badania Svante Pääbo dotyczyły też ewolucji mowy. Naukowiec, wraz ze współpracownikami, sprawdził gen FOXP2. Dzięki swoim dociekaniom – w tym badaniom mutacji tego genu u ludzi z problemami z mową oraz badaniu go u innych ssaków – odkrył, że w toku ewolucji człowieka sekwencja ta podlegała selekcji doboru naturalnego. Rozwój zaawansowanych zdolności językowych był zaś (i nadal jest) jednym z ważniejszych aspektów, odróżniających człowieka od innych zwierząt. (Innym wyróżnikiem ludzi jest np. płakanie z przyczyn emocjonalnych).

Kolejny ciekawy temat genetyczny, którym zajmował się Szwed, dotyczył sprawdzenia, jakie sekwencje DNA umożliwiły udomowienie niektórych zwierząt. W ostatnich pandemicznych latach Svante Pääbo dokonał też innego ciekawego odkrycia. Potwierdził mianowicie, wraz z prof. Hugo Zebergiem, że posiadanie pewnych regionów neandertalskiego DNA u Europejczyków predysponuje do cięższego przebiegu COVID-19. W Polsce prowadzono podobne badania poszukiwania polimorfizmów DNA, niekorzystnych w przebiegu tej choroby.

Nagroda Nobla z medycyny lub fizjologii i niuanse wokół niej

Zaskakujący może być fakt, że w tym roku Nagroda Nobla z medycyny lub fizjologii dotyczyła badań genetyczno-ewolucyjnych. Zazwyczaj wyróżnienie w tej kategorii skupia się na tematach, do których tytułowo się odnosi: do medycyny bądź fizjologii. Na przykład do badań mózgu czy hormonów. Ponieważ jednak nie istnieje osobna kategoria noblowska dla biologii jako takiej, to badania z zakresu genetyki są niejednokrotnie nagradzane chemicznym noblem, a szerzej pojęta biologia – tym fizjologiczno-medycznym.

Bywa, że nawet badania z zakresu etologii i psychologii są honorowane w taki sposób. Miało to miejsce choćby w roku 1973. Wówczas psychologowie ewolucyjni, etologowie i socjobiolodzy – Karl von Frisch, Konrad Lorenz i Nikolaas Tinbergen – otrzymali Nagrodę Nobla z medycyny lub fizjologii za „odkrycia dotyczące organizacji i wywoływania jednostkowych i społecznych wzorców zachowań”. W praktyce chodziło przede wszystkim o pierwotne interakcje między dzieckiem i matką, zwłaszcza o zjawisko wdrukowania.

Dlaczego Svante Pääbo i paleogenetyka oraz biologia ewolucyjna a nie co innego?

Wielu spodziewało się, że w tym roku fizjologiczno-medyczna Nagroda Nobla zostanie przyznana naukowcom od szczepionkowej technologii mRNA. Nie tylko dlatego, że tak szybko i sprawnie poszło stworzenie szczepionek przeciwko COVID-19. Zwolennikami takiej opcji powodowała też myśl, że wyróżnienie zachęci przeciwników szczepień do zaszczepienia się. Kierowali się wobec tego bardziej aktywizmem, niż zasługami naukowymi. To z kolei jest niebezpieczne, bo odbiega od standardów merytoryczności, obiektywności i empiryzmu. „Czy wyróżnienie powinno być przyznawane po to, by kogokolwiek do czegokolwiek przekonywać, czy raczej za to, co dzięki danemu odkryciu udało się już osiągnąć?” – pytał retorycznie dr Piotr Rzymski tuż przed ogłoszeniem nazwiska laureata.

Powodów dla nieuhonorowania dziś Nagrodą Nobla szczepionek mRNA jest więcej. Choćby fakt, że jest to bardzo nowa technologia i jeszcze wiele badań przed nami, nim dokładniej ją rozpracujemy. Naukowcy otrzymujący noblowskie wyróżnienia dostają je zwykle po kilkunastu lub kilkudziesięciu latach od dokonania swoich odkryć. Ich potwierdzenie wymaga bowiem czasu. W tym roku i tak nagrodzono stosunkowo młode badania, bo głównie z XXI wieku. Przyznanie Nagrody Nobla po ledwie dwóch latach od stworzenia szczepionki mRNA aż prosiłoby się o to, by po kilku latach kwestionować słuszność tej decyzji. Bo co, gdyby za kolejnych kilka lat usprawniono tę technikę tak, że bardziej naukowcy odpowiadający za unowocześnienie zasługiwaliby na wyróżnienie? Nauka ze swej natury jest konserwatywna, bo wymaga sporo czasu na weryfikowanie wiedzy, i taka musi pozostać.

Artykuł ten mogłem napisać dzięki wsparciu na portalu Patronite, za co uprzejmie dziękuję moim Patronom. Jeśli tekst się Państwu podoba, zachęcam do odwiedzenia mojego profilu w tym serwisie i dołączenia do moich Patronów. Pięć lub dziesięć złotych nie jest dużą kwotą. Jednak przy wsparciu wielu mogę dzięki niemu poświęcać czas na pisanie artykułów, nagrywanie podkastów oraz utrzymywać i rozwijać stronę.