古DNA领域的探索者

平婉菁

来源:manbetx体育网2019年01月14日15:23

2009年,古人类学者开始对一块在罗马尼亚的洞穴发现的、距今四万年前的早期人类下颚骨进行研究。他们相信,它与已经消失的古人类“尼安德特人”之间有着极为密切的关系,但是由于埋藏环境过于潮湿恶劣,其中的人类DNA被高度降解,而且污染严重,要有效提取出来成为一个十分棘手的问题,很多欧洲的科学家们被迫放弃了对它的进一步研究。

然而,参与这次国际合作研究的付巧妹,却没有放弃。

未知是动力,创新是武器

“这个领域里有太多的未知了,而这个未知就是我们做研究的动力,然后在一个一个剥开的过程中,把这些挑战都成为不是挑战,都能够去跨越它。”付巧妹说。

身为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室研究员、中国古DNA研究专家,付巧妹一直探索用分子生物学手段来研究人类起源与演化的历史。她从西伯利亚西部距今约4.5万年的人类股骨化石中提取获得迄今为止最古老的现代人全基因组序列,为全球古人类学研究带来突破性进展。面对古人类化石DNA保存差、污染重、难以获取有效遗传信息的老大难问题,她曾共同研发出一种开创性的古DNA捕获方法,成功从中国四万年前的人类骨骼化石中提取出世界首例早期现代人核DNA,打破静态分析旧石器时代晚期单一个体基因组研究局面,首次揭示了冰河时期欧亚地区人群动态变化。

这是一种类似钓鱼的方法。她巧妙地采用现代人DNA做了一个像吸铁石一样的引子,由于相似度极高,这个引子会把人骨上所有属于人类的DNA吸附并“钓取”出来,随后她再对提取出来的人类DNA成分进行分离。

经过一系列有目的性大区域核DNA富集实验的反复尝试和不懈努力,最终,从极为细微的古DNA信息里,付巧妹分析发现了这个样本的曾曾曾祖父母中,有一个是尼安德特人,而尼安德特人被认为是几十万年前出现,早在三到四万年前灭绝的古人类。付巧妹的发现,意味着现代人祖先与尼安德特人发生过不止一次的基因交流,且可能不仅仅局限于中东,在欧洲也同样发生过。她的这一发现,被Nature期刊认为是相当惊人的。

科研探索,一直在路上

科学家总是在各自的研究领域不断攀登,向着科研的高地进发。付巧妹也是如此,在科研探究的路上,她从未停下过脚步。

在对欧洲单一个体的古DNA信息进行破译之后,她又将亚洲人群纳入研究。她带领团队提取分析了51个末次冰期7000至4.5万年前欧亚人类个体的基因组数据,发现欧洲人的蓝色眼睛是直到1.4万年前才出现的。通过对这51个不同时空个体的遗传信息进行比对分析,她还向我们展示出冰河时代欧亚人群的动态遗传历史。

近十年来,她在Nature、Science、Current Biology、PNAS等国际顶尖学术期刊发表30余篇古DNA研究论文,其中在Nature期刊发表14篇,被认为颠覆了世界对于欧洲人群历史的认识,为人类演化历史研究带来变革。2016年,Nature将其评为“中国十大科学之星”之一。

领跑古DNA,不忘初心

从德国归来的付巧妹,带来了先进的古DNA研究理念和实验技术,填补了我国以前在相关领域的空白。利用中国得天独厚的化石资源和古脊椎所丰富的人骨骼样品库,她让古DNA技术与研究在此大展拳脚,在关于亚洲先民及相关遗址动物的历史探索中取得重要进展。

她通过测序分析东亚最古老人类的第一个全基因组测序,揭示了东亚现代人复杂遗传历史;通过解码最古老的大熊猫线粒体基因组,发现了新的大熊猫种群。

现在,付巧妹正在着力打造一支能够领跑世界的中国古DNA研究团队,她的研究重心转向亚洲地区最早的智人,希望能对亚洲先人的历史探索创造更大的惊喜。她认为,古DNA研究领域,世界正在看中国。如何保持领跑优势,这应该是她的责任与担当,不能有半丝懈怠。

付巧妹(右)与古DNA实验室全体成员合影

付巧妹参加2017年度中国科技创新人物颁奖

付巧妹入选Nature“中国十大科学之星”

付巧妹研究员工作照

罗马尼亚早期现代人相关研究

田园洞人相关研究工作

(责编:王楠、陈 昂)

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