細胞里的古人類

趙言昌

10月3日，諾貝爾獎委員會將2022年諾貝爾生理學或醫學獎授予瑞典遺傳學家斯萬特·帕博，以表彰他在已滅絕的古人類基因組和人類進化研究方面的貢獻。斯萬特·帕博是如何從細胞中提取到古人類的基因組的呢？小璐對此一直念念不忘，有空就跑到圖書館查看相關圖書。

這一日，她看著看著，不禁感到有些疲憊，便決定睡一會兒。再睜開眼時，她已經到了博物館門外，一只戴著講解器的恐龍徐徐向她招手……

追隨興趣

“您好，我是恐龍先生。

我很久以前見過帕博喲！”

“真的？！”

“那是……54年前，帕博13歲的時候，跟著媽媽去了一趟埃及，游覽了金字塔。他像所有游客一樣，對木乃伊和法老的寶藏感到驚奇……”

“后來呢？”

“很多人會忘記自己的夢想，可帕博先生卻因為這段經歷，找到了自己的興趣。不過，他的興趣比一般人多……”

“這個我知道，”小璐說，“他大學選了醫學，后來又研究病毒。”

“沒錯，所以他一度很苦惱，等畢業了，到底干什么。直到有一天，他意識到自己的幾個興趣完全可以結合起來……”

恐龍先生停下腳步，小璐順著他的目光看去。前面的展臺上，站著兩只大鳥。

“你說，這兩只恐鳥，哪只是母親，哪只是孩子？”

小璐仔細看了半天，一會兒覺得左邊這只更大一些，一會兒又覺得右邊那只的表情更慈愛。

“像這樣的問題，只看外在，很難搞清楚。于是，帕博先生決定利用醫學、生物學的知識，去研究它們。對了，你了解基因嗎？”

小璐點點頭：“基因，也稱為遺傳因子，是指攜帶有遺傳信息的DNA序列，藏身于細胞核之內，一半來自父親，一半來自母親。”

“打個粗淺的比方：你和父母逛超市，父親買了蘋果，母親買了冬棗，每個人都分你一半，你手里會有什么？”

“蘋果和冬棗。”

“如果此時有個拎著桂圓的人走過來，說你手里的是桂圓，大家會相信嗎？”恐龍先生打個響指，“警察叔叔正是利用這個原理，幫助被拐賣的小朋友尋找親生父母。”

“哎呀，忘記帶筆記本了，這些都該記下來！”

“哈哈……

接下來就是筆記本登場的時間了，也該換個導游了……”

歷經失敗

四周再次變換，看上去，小璐像是到了一個實驗室里。

一只玩偶一樣的小牛，從角落里走出來。

“哞哞——你好。”小牛一邊說，一邊從口袋里掏出一本筆記，“你看，這是帕博的實驗記錄。”

說是筆記本，其實更像是全息投影儀。小牛翻到一頁，周圍便出現了對應的景象：一個年輕人把一塊肉放到烤箱里。

“咦，不是說要研究木乃伊嗎，怎么更像在做飯？”

“哞哞——好問題。我問你：牛肉買回來，為什么要放到冰箱里？”

“怕牛肉變質呀！”

“對嘍！生物體活著的時候，免疫系統像是一堵城墻，將各種有害物質擋在外面。一旦“城墻”塌陷，細胞以及細胞里的DNA就開始走下坡路了。”

“你的意思是說，木乃伊體內的DNA會像肉類那樣變壞？”

“準確來說，當時的帕博不知道DNA能保存多久。他買了一塊牛肝，用烤箱烤干水分，模擬木乃伊的生存環境。很多科學發現都是在實驗動物的幫助下完成的，比如維生素的發現……”

“后來呢？”小璐忍不住打斷小牛。

“后來啊，他檢查牛肝，找到了DNA；接著，在朋友的幫助下，弄到了一小塊木乃伊標本，用之前的辦法進行研究，結果……”

“大功告成？”

小牛露出意味深長的微笑：“一無所獲。每個科學家都經歷過失敗。創立諾貝爾獎的諾貝爾先生失去過實驗室和家人；屠呦呦奶奶尋找青蒿素的時候，連著幾百次都一無所獲……”

力求嚴謹

“后來呢？”小璐想到自己經常為考試成績而沮喪，感到有些不好意思。

隨著筆記的翻動，實驗室里的年輕人漸漸變成了中年人。他的生活也越來越忙碌，不是參加學術會議，就是指導學生。

“1985年，他在《自然》雜志上發表論文，介紹了木乃伊的DNA研究。不過，這只是一連串研究的開始。比如說，從哪里提取DNA。”

“DNA不是在細胞核里嗎？”

“如果將細胞比作一個城市，細胞核相當于市政府。沒有它，一切都會亂套；可只有它，又怎么能算城市呢？”小牛說著，在筆記本上畫了兩個圓，一大一小，又在兩者之間畫了些細線，“大圓是細胞，小圓是細胞核，這些細線就是線粒體。細胞核只有一個，里面的每個基因都只有兩份；線粒體就多了，一個細胞里可能有上萬個。隨著時間的推移，后者更有可能留存下來。”

“原來是這樣。”

“其實，古代標本里的線粒體DNA也不多，帕博不得不發明一套提取微量DNA的辦法。過去，動物學家要檢查野生動物的DNA，必須想辦法抓一只，抽點血。后來，用了他的辦法，只要找到野生動物的糞便，就能提取到DNA。”

“糞便里也有DNA？！”

“DNA無處不在。實驗過程中，一不小心，手上的DNA就有可能跑到樣本上去，進而干擾實驗結果。”小牛說著，翻到筆記最后一頁，“這就是為什么他們那番打扮。”

實驗室里出現兩個奇怪的人，他們戴著發套、面罩和手套，衣服也像是特制的。

成功測序

“哞哞——好了，該讓你見見他們了。”

話音剛落，走出來兩個人：一個老婆婆和一個小男孩。

“你們好呀！”小璐有禮貌地打招呼。

“你好。小牛說到哪里了？……哦，接下來該說尼安德特人了。”老婆婆說著，拍拍小男孩，“有一天，帕博接到一個電話，對方問他有多大把握能提取到尼安德特人的DNA。”

“尼安德特人生活在兩萬多年以前，他們的DNA恐怕所剩不多。不過，如果真這么說，會不會顯得不夠自信呢？”小璐說。

“帕博很誠實地說，大概有5%的成功機會。”

“驚喜的是，打電話的考古學家對此很是滿意，因為他很看重誠信，于是讓帕博取了一些尼安德特人的骨骼樣本。1997年，帕博找到了尼安德特人的線粒體DNA，隨后又用了十幾年進行基因測序。2010年，帕博發表了首個尼安德特人基因組序列：尼安德特人和智人最近的共同祖先生活在大約80萬年前，并分析了尼安德特人和來自世界不同地區的現代人之間的關系——尼安德特人的DNA序列與起源于歐洲或亞洲的當代人類的DNA序列更相似，而不是非洲。”

“至于我呢，”老婆婆頓了頓，接著說，“我是一個藏族人，生活在高山峻嶺之中。大家一直很奇怪，我的族人是怎么適應這種特殊環境的……”

“這個我知道！”小璐說，“2008年，帕博的團隊對西伯利亞南部一塊距今4萬年前的指骨碎片進行DNA測序，發現了一種以前不為人知的古人類，命名為丹尼索瓦人，可能是藏族人的先祖。正是因為遺傳了他們的基因，藏族人才能適應高原氣候。”

“因為帕博的發現，人們終于了解到，這些已經滅絕的‘親屬的古老基因序列，開啟了對人類進化史的新認識。”