用古基因組探索東亞人群的歷史——記第25屆“中國青年五四獎章”獲得者付巧妹

◎ 本刊記者 趙懷璽

如果將地球46億年的歷史壓縮成一天，人類則在一天結束前的最后38秒時到來。然而這短短38秒間，我們祖先所經歷的故事仍然是一團謎——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。她是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所分子古生物學實驗室主任、第25屆“中國青年五四獎章”獲得者，面對東亞人類古DNA研究嚴重匱乏的局面，她說：“要探索自己人群的歷史。”在她的努力下，研究團隊開發了古核基因組捕獲技術，闡明早期現代人擴散歷史及與已滅絕古人類的基因交流特點，解碼東亞現代人的復雜遺傳歷史，繪制歐亞不同時期人群動態遺傳歷史，大規模開展中國人群系統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。在學成并在行業內取得顯著成績后，她選擇放棄國外優越的條件回國，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，為我國相關領域的發展貢獻自己的一份力量。

其實，她的古DNA研究之路并非一帆風順。本科就讀文物保護技術專業、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、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。這段經歷讓她一個月瘦了20斤，也讓她在逆境中快速成長。

付巧妹認為探索感興趣的領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重的古生物樣本中捕獲非常微量的內源DNA。生物遺骸中的DNA片段經過長時間的自然降解變得十分破碎，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，很多時候實驗只是在“大海”中進行無效撈捕，難以獲取有效數據。

為克服這一困難，付巧妹帶領團隊不斷進行實驗技術的探索和研發，最終共同開發出古核基因組捕獲技術。這一技術能將僅占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。付巧妹團隊在“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

付巧妹肩負研究者和團隊負責人的雙重身份，在幾年時間里，她帶領團隊建成國內首個媲美國際頂尖水平的分子古生物學實驗室與平臺為提升我國在相關領域的科技軟硬實力提供了重要助力。

弄清“我們是誰、我們從哪里來”，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。