如果將地球46億年的歷史壓縮成一天,人類則在一天結(jié)束前的最后38秒時到來。然而這短短38秒間,我們祖先所經(jīng)歷的故事仍然是一團(tuán)謎——我們是誰?我們從哪里來?長期以來,這些問題一直縈繞在人類心頭,成為一群人不斷追問答案的永恒命題。
付巧妹就是答案追尋者之一。她是中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所分子古生物學(xué)實驗室主任、第25屆“中國青年五四獎?wù)?rdquo;獲得者,面對東亞人類古DNA研究嚴(yán)重匱乏的局面,她說:“要探索自己人群的歷史。”她致力于開發(fā)創(chuàng)新古基因組實驗技術(shù),專注探索人類群體的起源與演化問題。在她的努力下,研究團(tuán)隊開發(fā)了古核基因組捕獲技術(shù),闡明早期現(xiàn)代人擴(kuò)散歷史及與已滅絕古人類的基因交流特點,解碼東亞現(xiàn)代人的復(fù)雜遺傳歷史,繪制歐亞不同時期人群動態(tài)遺傳歷史,大規(guī)模開展中國人群系統(tǒng)性古基因組研究及從‘土’中獲得東亞首例古人類DNA等,東亞史前人群的故事不再是一片空白。
在興趣中投入極致的努力
2016年,付巧妹正式回國。在國外的幾年里,她師從古DNA領(lǐng)域奠基者斯文特·帕博,而后在德國、美國從事博士后研究工作。在學(xué)成并在行業(yè)內(nèi)取得顯著成績后,她選擇放棄國外優(yōu)越的條件回國,希望用前沿的理念和方法探尋東亞,尤其是中國人群的演化歷史,為我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。
其實,她的古DNA研究之路并非一帆風(fēng)順。本科就讀文物保護(hù)技術(shù)專業(yè)、碩士期間專攻骨骼研究的付巧妹,在前往德國時可以說完全是古DNA研究上的門外漢。一次組會上,團(tuán)隊成員正在討論尼安德特人基因組序列草圖,她感覺仿佛在聽天書。為了獲得讀博的可能,大量閱讀文獻(xiàn)、做實驗成了家常便飯,“我有沒有做到極致的努力?”成為付巧妹常問自己的問題。這段經(jīng)歷讓她一個月瘦了20斤,也讓她在逆境中快速成長。導(dǎo)師斯文特·帕博在接受《自然》雜志采訪時,稱她為“最棒的學(xué)生之一”。
付巧妹認(rèn)為探索感興趣的領(lǐng)域是一個讓人興奮的過程:“總有一件事能夠讓你興奮起來,可以廢寢忘食。”
從環(huán)境DNA“大海”中捕獲人類古核基因組
古DNA研究中的最大難題就是從污染嚴(yán)重的古生物樣本中捕獲非常微量的內(nèi)源DNA。生物遺骸中的DNA片段經(jīng)過長時間的自然降解已變得十分破碎,且含量極低,使得提取非常艱難;外界因素的影響,特別是微生物DNA的大量入侵,使得古DNA提取難上加難,出土后被現(xiàn)在的人隨意觸摸,也會帶來無法估量的污染。
付巧妹這樣形容古DNA獲取過程:就像在大海中捕魚,魚可能只有十幾條,但微生物DNA污染的干擾就像海水,讓捕魚者難以鎖定魚群。在這樣的干擾下,很多時候?qū)嶒炛皇窃?ldquo;大海”中進(jìn)行無效撈捕,難以獲取有效數(shù)據(jù)。
為克服這一困難,付巧妹帶領(lǐng)團(tuán)隊不斷進(jìn)行實驗技術(shù)的探索和研發(fā),最終共同開發(fā)出古核基因組捕獲技術(shù)。這一技術(shù)能將僅占0.03%的人類DNA,從包含大量微生物的土壤中吸附、富集并釣取出來。
“就像捕魚人手里有了帶追蹤器的漁網(wǎng)一樣,我們能從充滿干擾的‘大海’中把微量的人類DNA給找出來。”付巧妹這樣形容古核基因組捕獲技術(shù)。付巧妹團(tuán)隊利用這一技術(shù)對中國南北方地區(qū)的人群展開大規(guī)模古基因組捕獲和研究,在“大海”中捕捉希望,勾勒出近萬年來中國人群的遷徙與演化歷史。
探尋東亞人自己的歷史脈絡(luò)
回國后的付巧妹繼續(xù)投入到東亞人群古DNA研究中。鑒于當(dāng)時國內(nèi)的古DNA研究尚不成熟,她開始著手搭建一支“中國制造”的古DNA研究團(tuán)隊。
肩負(fù)研究者和團(tuán)隊負(fù)責(zé)人的雙重身份,在幾年時間里,付巧妹帶領(lǐng)團(tuán)隊建成國內(nèi)首個媲美國際頂尖水平的分子古生物學(xué)實驗室與平臺,這是全球少數(shù)幾個可實施操作一系列古基因組關(guān)鍵技術(shù)的國際頂尖實驗室之一,為提升我國在相關(guān)領(lǐng)域的科技軟硬實力提供了重要助力。
雖然有壓力,但談到對團(tuán)隊的期許,付巧妹還是希望大家能夠開開心心做科研。在她看來,研究自己感興趣的問題、了解手頭工作的意義才是最重要的。
弄清“我們是誰、我們從哪里來”,依舊是付巧妹在有生之年致力解答的問題。尤其是從青藏高原的“土”中提取出丹尼索瓦人的首例DNA后,付巧妹期待能夠在未來的探索中找到東亞人自己的、特有的古人類,以填補東亞古人類遺傳歷史上尚存的空白。她期待有一天能夠用古代人類遺骸的DNA書寫中國人群自己的遺傳歷史,為繪制全球人類演化譜圖作出中國貢獻(xiàn)。
(本報記者 俞海萍 本報通訊員 吳佳儒)
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