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大卫·戈克曼博士

类人猿从未得过的人类疾病

新科学家

日期: 2021年11月16日
来源:
《新科学家2021-2022》

说到基因适应,人类是独一无二的。尽管这些适应带来了直立行走的能力和复杂的大脑等优势,但它们也带来了许多人类特有的疾病——阿尔茨海默氏症、精神分裂症等等。

最近加入分子遗传学部门的David Gokhman博士,为了理解为什么这些适应要付出如此高昂的代价,他正在通过比较人类与两个近亲——已灭绝的尼安德特人和丹尼索瓦人,以及类人猿——的基因,来寻找使人类与众不同的适应。

尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA序列已经从骨头碎片中绘制出来;然而,由于没有组织细胞存在,因此不可能推断出该物种中哪些基因是活跃的。没有这些数据,就无法探索表型的差异(即其可观察到的特征)。一个物种的基因很少改变——它们是如何被调节和影响表现型的,这才是进化的真正舞台。在他的博士学位期间,Gokhman博士通过使用现有的尼安德特人和丹尼索瓦人DNA序列来计算重建一个完整的“DNA甲基化地图”,为古代基因调控提供了前所未有的一瞥。由于DNA甲基化是控制基因表达的主要表观遗传过程之一,戈克曼博士的图谱标志着比较进化研究的重大飞跃。

在博士后研究期间,戈克曼博士将人类的适应性与黑猩猩进行了比较。由于两个物种都有组织样本,因此可以收集到大量的生物数据。然而,一个不同的问题出现了。由于表型差异有许多非进化原因,分离纯进化变化就像大海捞针一样。

戈克曼博士解决这个问题的方法很独特:制造人和黑猩猩的杂交细胞。在这些细胞中,他仍然可以区分人类和黑猩猩的染色体;但是现在,由于两组染色体暴露在相同的对照条件下,他可以自动地认为两组染色体之间任何可检测到的差异都是进化的。

在魏茨曼研究所(Weizmann Institute)的新实验室里,戈克曼博士计划将人类细胞与大猩猩和猩猩的细胞进行杂交。他希望发现哪些适应性起源于人类,哪些起源于类人猿,从而使我们更接近于确定人类特定疾病的机制。

Biosketch

David Gokhman博士于2011年以优异成绩在耶路撒冷希伯来大学获得学士学位,主修生物学,辅修化学。他还获得了希伯来大学遗传学系理学硕士(2012年)和博士学位(2018年)。他在斯坦福大学进行博士后研究,并于2021年加入魏茨曼研究所。

Gokhman博士的奖项和认可包括2014年的Mochrik优秀学生奖,2017年的Dan David Young Researcher奖,以及2018年的Ha亚博英雄联盟ns Wiener Prize最佳博士论文奖。他的研究获得了2014年《考古》杂志和2019年《科学》杂志(人民的选择)的“年度突破”称号。他还入选了The Marker杂志2020年的“40位40岁以下”榜单。在进入希伯来大学之前,Gokhman博士曾在总理办公室担任数据挖掘团队的负责人,并在2008年获得了以色列国防奖(Israel Defense Prize)的杰出技术突破。

戈克曼博士和他的丈夫阿萨夫结婚了。