【头条人物】她改写了欧洲最早的现代人类历史,证明了年龄和国籍在学术面前都不是问题

<- 分享“加拿大头条”微信公众号到您的社交圈,让更多的人知道!

收藏文章 赞一个 已赞 2016-07-07 加拿大头条


点击上方即可关注 加拿大头条


加拿大头条(微信ID: canadanews)编辑

年纪轻轻却已在古DNA研究领域影响卓著!

今年5月,当《自然》杂志的编辑第一次向付巧妹的邮箱发来采访邀请时,一向不热衷于媒体的付巧妹选择了冷处理。直到编辑辗转询问到了她的另一个工作邮箱,再次发来邀请。邮件里只说“想通过介绍中国几位科研人员,了解关于中国科学的一些状态”。

32岁的付巧妹在科技界可谓年轻,却已经是在古DNA研究领域具有广泛国际影响力的学者,目前是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室主任。她作为第一作者的最新研究成果“冰河时期的欧洲人群历史”,根据51个末次冰期欧亚个体的基因组数据,首次揭示了该时期欧亚地区完整的人口动态变化情况。

谜底揭晓在北京时间6月21日凌晨,《自然》杂志刊登了名为《中国科学之星》的特写报道,将付巧妹列为“十位中国科学之星”之一,称她“帮助重写了欧洲最早的现代人类的历史,并希望用古人类遗骸的DNA改写亚洲的史前史”。看到报道后,付巧妹吓了一跳,“哦,这样子。”之前她还在和朋友表示担忧“不知道报道会是什么样子”。

付巧妹入选《自然》杂志评选的“十位中国科学之星”。

这不是付巧妹第一次“上榜”《自然》杂志。她所领衔的“古DNA解密现代人起源”研究曾被《自然》杂志评为“2014年度十大科学事件”之一。

古DNA研究是指通过古代生物遗体或遗迹中残存的DNA片段,探究群体遗传、人类演化等问题。它在国内还未成为“显学”,在国际上已是领域内的热门方向。

能被选入,付巧妹觉得这体现了国际上对古DNA研究的关注。在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)的专访时,付巧妹说,“整体而言,全世界对中国科研的结果还是比较认可的,我们还是有很大的空间的。”作为和经济不太相关的领域,付巧妹觉得,对古DNA研究的关注体现了大国的视野,值得期待。

| 未知

刚接触古DNA研究的人会常有盲人摸象的无助感。横亘着动辄成千上万年的时间跨度,技术也往往抵不住种种不确定性。

付巧妹记得,那根在西伯利亚的乌斯季伊希姆(Ust-Ishim)河边被一名艺术家偶然发现的腿骨,除了知道它来自4.5万年前之外,什么都未知。“我们不知道这能解决什么问题,也不知道会导向哪里。没有一个已经呈现的研究可以让你参考。”付巧妹说。

当一个项目开始的时候,没有人知道它的影响力会是什么样子,甚至连能不能提取到DNA也是未知数。样本的DNA极易受到污染。以人体化石为例。人体的血肉和骨骼携带了有机质,是微生物的食物,经过时间的积累,遗体的化石可能会出现98%甚至更高含量的DNA来自微生物的情况。而在发掘、研究的过程中,稍有不慎,化石就会沾染现代人群的DNA。所幸,因为几万年的降解,古DNA片段会被打断、变短,两端的碱基也有所变化,据此特征,它得以被辨别。

样本携带的信息被隐藏在暗处,但这也勾起好奇心。付巧妹对早期现代人感兴趣,常常是,她拿到项目,提出一个问题,然后解答。解答的过程,付巧妹感觉“像拨面纱一样一层层把它拨开,在拨的过程中反复地验证,自己拨开的是不是可靠的,是不是确凿的”。当有信息指向一个惊喜的发现时,付巧妹兴奋,同时又很恐慌。“这是不是因为什么原因导致的?我分析的过程中会不会有什么问题?”随即,她反复通过不同方式,甚至尝试新的方法检验,确保在各个方法下,结论依然可以站住脚跟。“我们不能说复原,只能说通过一些相关的数据和研究,‘呈现’一些东西。不同的研究角度和方法会带来信息,但对于这些信息的解答,我觉得我们做科研的人还是会谨慎一点。”

科学研究是一个对猜想不断验证的过程。2015年,以付巧妹为第一作者的论文《一名拥有近代尼安德特人祖先的罗马尼亚早期现代人》在《自然》杂志刊登。论文的背后,是充满排查和论证的过程。拿到罗马尼亚早期现代人的下颌骨后不久,通过零星的信息,付巧妹开始怀疑他和尼安德特人有基因交流,并设计了针对两种人群之间基因交流的探针。惊喜的是,很多染色体都提供了两者基因交流的证据。通过比对,这位4.2万-3.7万年前的罗马尼亚早期现代人被发现含有6%-9%的尼安德特人基因。

尼安德特人是出现于40万-80万年前,并于约3万年前灭绝的古人类。因为通婚,它的基因在亚欧大陆的现代人身上广泛存在,但通常只有1%-4%的含量,隔着几百代的距离。为了厘清6%-9%的含量是多近的代际关系,通过模拟、看DNA片段分布等方式,付巧妹证实了这个个体的4-6代祖先中有尼安德特人,也就是说,该个体的曾曾曾祖父母有一个就是尼安德特人。这是第一次直观地看到在数代人之内有尼安德特人的存在,更新了以往学界认为的,尼安德特人只在5万年前和现代人有基因交流的观点。

“一个人看问题的角度还是相对来说,会有不确定性。”付巧妹直到和同行专家讨论完,从“确信”坚定成“非常确定”后,才开始高兴。可也只是高兴而已,没有特别的庆祝。“高兴已经是最大的庆祝,”付巧妹说:“你可能觉得这是不是太标榜自己了。但庆祝的话,没有。因为我觉得每次的研究它并不能代表一个里程碑,它只是告诉你,你做完了一个工作,知道了一些,接下来你还有更多的工作需要去做。”

这是付巧妹的常态。等到论文发表,相关研究已经完结几个月之久,等到媒体看到论文后纷沓而至,付巧妹已经着手下一个新项目。在哈佛的博士后导师David Reich问她对采访有什么感觉,她却对此兴趣不大,“和我没有太大的关系,已经是过去的事情了。”

| 冥冥之中的指引

付巧妹从小就是个数理化的尖子生,高中时能挤进全校前几名。但付巧妹高考发挥失利。作为在江西长大的南方人,她为了体验北方的生活,进了西北大学的文物保护技术专业。这并非一门单纯的考古专业,大部分的课是数理化,还要学习计算机C语言。本科毕业后,付巧妹到中国科学院从事骨骼方面的研究,学位论文是通过骨骼的化学元素来了解早期农民的饮食。

起初她没有意识到,这些她颇感兴趣的领域,为她在今后的古DNA研究上提供了复合的知识框架,对她的工作很有帮助。“这些我学过的东西、感兴趣的东西非常合理地整合在一起,也许冥冥之中,这些研究和学习是一种天意。”

天意还迎上了古DNA研究的“风口”。2009年,付巧妹赴德国马克斯•普朗克人类演化研究所(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)攻读古DNA的博士学位。彼时,二代测序仪的出现正在古DNA领域刮起一阵革新之风,带来了大量的信息,需要进行大数据处理。这让初来乍到、没有古DNA或基因组方面经验的付巧妹和其他人站在同一条起跑线上。“大多数人都开始处于一个重新学习、重新研究和适应的过程。”而大学期间关于计算机编程和高数的积累,让她和迅猛而起的古DNA研究一样,成为冉冉之星。

至今为止,德国马克斯•普朗克人类演化研究所演化遗传系只接收过两位中国学生读博士学位,付巧妹是其中之一,同时也是唯一一个拜师于古DNA领域泰斗斯凡特•帕波(Svante Pääbo)(古DNA创始人之一)的中国学生。帕波在接受《自然》杂志采访时,称她为“最棒的学生之一”。

这个认可在西伯利亚西部4.5万年现代人基因组的项目中得以确定。2012年底,已经在研究所近3年的付巧妹通过一些前期项目,让帕波看到了她的潜力。当研究所拿到4.5万年前的腿骨化石时,所里并没有清晰的研究思路,要不要对化石的基因组做高质量的序列也悬而未决。素来对早期现代人感兴趣的她主动做了估算,展示计划的可能性和所需数据,提出了自己的研究问题,并给出相应的解决方法。“在这个过程中,大家逐渐比较认可你,不管是整个运筹的能力,以及你对问题的敏锐性,包括你解决问题,更多的是综合因素。”付巧妹成为该项目的领衔人,而该项目的研究成果也为人类迁移路线增加了可信的细节,提出了存在除南线之外的北线“蹊径”的可能。


西伯利亚西部4.5万年现代人腿骨。

除了学术,付巧妹的攀岩身手也惊艳到德国同事。付巧妹并非一味埋于研究,正如大学时期,她对篮球、乒乓球、健美操、画画都爱尝试,也特爱看热血的动漫,最爱的是《全职猎人》。德国研究所里一面5层楼高的墙被专门设计成攀岩地,一到周四,同事都会自发地聚在一起攀岩。段位不低的付巧妹说起攀岩有不少心得,“不是你好胜心想到达那里就能达到的,它是一个过程的积累”……和攀岩需要积累相类似地,从误导误撞进入文物保护技术专业,到跳转至骨骼研究,再到生闯古DNA研究的大门,三次路线的选择看似是折线行驶,实则是一次助跑到位的跑跳。


付巧妹。

| “中国制造”的古DNA研究团队

“我对中国和东亚发生过什么很好奇,是时候回来了。”以往一直做欧洲人的演变研究,现在她想搞清楚自己的祖先曾经发生过什么。

今年1月,付巧妹结束7年国外的生活,正式回到中国,开始专心运营自己在中科院的古DNA实验室。这个实验室在2010年就已经成立,2011年开始陆续接手一些研究。2014年年底的时候,付巧妹曾说,自己的新年愿望是能为自己的实验室找到合适的研究员,组建“中国制造”的古DNA研究团队。令她欣慰的是,物色的过程很顺利。今年,她从国外找了几位有生物信息和群体遗传背景的博士后回来,其中包括一位来自加州伯克利大学做整合生物学的美籍华裔博士后。虽然在实验室的博士后队伍里,外国人居多,但他们对东亚文化颇感兴趣。付巧妹觉得这是一个很好的迹象,“说明大家对这个有很强的好奇心。”目前,团队的人数并不多,但已经可以让实验室“每个因素最有效地做好”,付巧妹的想法是“先做工作,再不断地填充整个团队”。

但组建实验室人员的时候,她也有过纠结的时刻。今年,实验室招一个硕士学生,而两位候选人各有所长,难以做出取谁舍谁的决定。第二天就得做出选择,付巧妹就一夜没睡,考虑这件事情。“别人不明白为什么你会这么夸张。我说一方面要对他负责,另一方面也要考虑在团队里的潜力。”

付巧妹能明显地感觉到自己身上的压力,回到国内,自己的角色从科研者转为一个实验室的主任,意味着更多的责任,也不断提醒自己万事开头难。她经常在晚上或者周末,在工作群里问,“哎呀,这个是什么情况,那个是什么情况”。

古DNA研究在国内还不能算上热门的领域,在接受澎湃新闻采访的时候,付巧妹多次提到希望有更多的人关注古DNA研究。但她又特地提醒澎湃新闻记者,“宣传是为了让公众了解我们的工作。但宁可不宣传,也不能夸大我们的工作。”《自然》杂志上描述她“帮助重写了欧洲最早的现代人类的历史,并希望用古人类遗骸的DNA改写亚洲的史前史”,付巧妹回应说,“前半句我认可,后半句我不见得有那么大能量,只是说好奇心让我去做这件事。”

好奇心贯穿在她每项研究的自始至终。付巧妹说她觉得自己很幸运,“至少我知道我好奇什么,这也是一种幸运。”她给澎湃新闻记者讲了一个令她很触动的故事:在国外时,她去某地出差,回去的路上遇到一位老人。两个陌生人聊起了天,付巧妹告诉老人,自己很喜欢做科研,但没说具体什么领域。老人听后对她说,“嗯,你是把它当做一种career(职业)而不是job(工作)。”她听到时,愣住了,想了下,说,“你说得对。”

对于古DNA研究的意义,付巧妹说,从科学层面而言,是探索大自然。虽然不能用经济去衡量,但它本身就是一个很大的意义。这是一项对于人的本质的研究,虽然我们现在看起来不知道是什么,但在时间长河里,它会体现出它本身的价值。



 欢迎来稿  

editor@canadaheadline.ca

 广告合作  

ads@canadaheadline.ca




点击展开全文