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(shí)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(zhǎng)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(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所分子古生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任、第25屆“中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)?rdquo;獲得者,面對(duì)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(diǎn),解碼東亞現(xiàn)代人的復(fù)雜遺傳歷史,繪制歐亞不同時(shí)期人群動(dòng)態(tài)遺傳歷史,大規(guī)模開展中國(guó)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(guó)。在國(guó)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(guó)、美國(guó)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(jī)后,她選擇放棄國(guó)外優(yōu)越的條件回國(guó),希望用前沿的理念和方法探尋東亞,尤其是中國(guó)人群的演化歷史,為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。
其實(shí),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(guó)時(shí)可以說完全是古DNA研究上的門外漢。一次組會(huì)上,團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)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(gè)月瘦了20斤,也讓她在逆境中快速成長(zhǎng)。導(dǎo)師斯文特·帕博在接受《自然》雜志采訪時(shí),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(gè)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(zhǎng)時(shí)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(huì)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(shí)候?qū)嶒?yàn)只是在“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(duì)不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(duì)利用這一技術(shù)對(duì)中國(guó)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(guó)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(guó)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(shí)國(guó)內(nèi)的古DNA研究尚不成熟,她開始著手搭建一支“中國(guó)制造”的古DNA研究團(tuán)隊(duì)。
肩負(fù)研究者和團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的雙重身份,在幾年時(shí)間里,付巧妹帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建成國(guó)內(nèi)首個(gè)媲美國(guó)際頂尖水平的分子古生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室與平臺(tái),這是全球少數(shù)幾個(gè)可實(shí)施操作一系列古基因組關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)際頂尖實(shí)驗(yàn)室之一,為提升我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的科技軟硬實(shí)力提供了重要助力。
雖然有壓力,但談到對(duì)團(tuán)隊(duì)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(bǔ)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(guó)人群自己的遺傳歷史,為繪制全球人類演化譜圖作出中國(guó)貢獻(xiàn)。
(本報(bào)記者 俞海萍 本報(bào)通訊員 吳佳儒)
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