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付巧妹:破譯古代人類基因密碼
2022-07-21 11:26:47   來源:化石網   評論:0 點擊:

付巧妹:破譯古代人類基因密碼(化石網整理)據澎湃新聞(楊寶寶):人類的演化有太多不解之謎,所孜孜追問的無非是我們是誰,我們從哪里來?關于人類演化的歷史有一個精妙的比喻:將地球的46億年歷史壓縮成一天




付巧妹:破譯古代人類基因密碼

(化石網整理)據澎湃新聞(楊寶寶):人類的演化有太多不解之謎,所孜孜追問的無非是“我們是誰,我們從哪里來?”關于人類演化的歷史有一個精妙的比喻:將地球的46億年歷史壓縮成一天,人類在最后的38秒以南方古猿的身份登場。古猿何以演化為今天的你我?共存時間里古人類和早期現代人如何互動?早期現代人是怎樣遷徙擴散的?新興而前沿的古DNA研究為破解最后這“38秒”里的許多謎題提供了新的可能,而中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的付巧妹正是這一領域的領軍人物之一。
 
近日,第十七屆“中國青年女科學家獎”頒獎典禮在京舉行。付巧妹等20位女科學家登上頒獎舞臺。這位“80后”女科學家在古DNA研究領域取得了許多突破,是《自然》期刊評選的“中國十大科學之星”之一,帶領團隊推動我國古遺傳學研究進入世界前列。
 
研究“我們是誰”“我們從哪里來”
 
上世紀80年代,古DNA研究應運而生,并在本世紀初開始大放異彩。“通過古DNA,我們能夠直接觀察到古代個體的遺傳成分和基因的混雜模式,而且每一個個體的古基因組數據在很大程度上能反映群體的遺傳特征。所以在這種情況下,我們即便只是通過一個個體的基因組,也能了解到跟他這個群體相關的遺傳信息和動態變化,回到過去。”
 
付巧妹通俗地解釋了古DNA研究的原理,通過提取古人的DNA,她的團隊逐漸勾勒出東亞人群遺傳演化的圖譜。
 
2017年,付巧妹與團隊通過開發的古DNA捕獲技術成功獲取四萬年前北京田園洞人的古基因組,發現田園洞人已呈現亞洲人的遺傳特征,但沒有直接后代延續至今。這是中國第一例人類古基因組,也是目前為止東亞最古老的早期現代人基因組,《Science》(《科學》)期刊評價其填補了東亞在地理和時間尺度上的巨大空白。該基因組及研究為東亞人群遺傳演化研究正式打開局面。
 
自此付巧妹與團隊針對中國更多不同時間和地點的重要人類古基因組及相關研究頻頻在《Nature》、《Science》、《Cell、Molecular Biology and Evolution》等國際SCI期刊上發布,為我國古DNA領域的快速發展奠定了基礎。例如,通過大規模捕獲測序中國南北方人群的古基因組,付巧妹揭開了東亞,尤其是中國近萬年來現代人群的南北分化格局、遷徙擴散模式及遺傳混合歷史的面紗;通過系統性解析我國黑龍江、廣西、福建和新疆等地更長時間尺度下人群的古基因組,付巧妹繪制出東亞四萬年來人群的動態遺傳圖譜及特有適應性基因的選擇機制,系統還原新疆五千年來人群的遺傳演化與交流互動歷史。
 
隨著“東亞人群演化”的拼圖在付巧妹與團隊的努力下一點點得以拼湊,我國一改在古DNA領域的滯后局面,國際地位與日俱增。去年,人類全基因組草圖發表20周年紀念之際,付巧妹受《科學》雜志特刊邀請,領銜在人類古基因組領域發表研究綜述,首次系統梳理數萬年來世界范圍古人群遷徙交流動態與遺傳演化格局,彰顯了我國在古DNA領域的國際話語權與重要影響力。
 
除了尋找中國以至亞洲現代人的祖先,付巧妹也在尋找著現代人的旁系親屬——已滅絕古人類的蹤跡。至少在20萬年前,丹尼索瓦人曾與現代人祖先共同生活在地球上。付巧妹在位于青藏高原北緣白石崖洞的沉積物中獲取了丹尼索瓦人線粒體DNA。這是在中國考古遺址沉積物中提取已滅絕古人類DNA的首個成功案例。她首次從遺傳學角度證明丹尼索瓦古人類的時空分布。
 
丹尼索瓦人的滅絕有沒有可能是因為某種病毒?“我覺得不太可能,因為如果有,一定會在DNA中找到證據。”付巧妹給出了她的觀點。在她看來,要是能進一步獲得滅絕古人類的內源核DNA,很多問題都能迎刃而解。
 
“我們現在很關注的一個方向是人類演化跟古微生物的結合,特別是跟疾病演化的結合。”疾病和人類長期共存,兩者都在這種共存中不斷演化,付巧妹說,這是她的團隊現在關注的問題,F在大家對疾病的溯源問題非常關注,他們接下來的工作一方面是追溯一些致病病原體的遠古演化過程,另一方面則是除病原體以外,追溯一些工業化之后頻率增高的疾病,比如口腔疾病,在特定歷史時期的演變過程。
 
例如,他們會從過去人群相關的病原體和口腔微生物去研究,關注從古至今的人類和微生物的協同演化,兩者長期的相互作用。在漫長的演化過程中,很多信息都丟失了,但對于人類具有很重要的意義。付巧妹團隊所做的,就是通過直接提取過去的微生物信息,在一個長的時間尺度下去反映整個演變和選擇的過程。
 
“這些工作不僅僅是建立在我們本身的興趣上,更重要的是,他們對現在人們的健康會有一些啟示,我們需要去關注這些問題,這些可能會為我們理解現在人類的健康問題提供很重要的遺傳學信息。同時,通過了解古代人類在與微生物協同演化的過程,也對現代或是未來人類對環境的適應問題會有一些啟示。” 付巧妹說。
 
堅持科研的秘訣是熱愛和永葆好奇心
 
除了科研工作,付巧妹還積極投身于科普工作。她發表了《解讀史前人類遺傳混血史——普遍發生的混血現象》、《我是誰我從哪來?古DNA將揭開人演化的面紗》、《阿爾泰尼安德特人含有早期現代人類基因》、《我們緊接著又提了個問題:我們更像古南方人還是古北方人呢?》等大量科普文章,也經常登上電視、網絡平臺演講,向大眾普及古DNA研究這一新興前沿、交叉學科,提升公眾對于人類起源與演化進程的認知。
 
“不管是在什么領域,做科研主要還在于自己是否喜歡。其實從培養學生來說,我們是希望找到真正喜歡這個學科領域的人。” 古DNA學科相對冷門,作為一個新興學科,大眾對其了解有限。付巧妹笑言,他們花費很大精力去做這么多科普工作,每年舉辦分子古生物學的暑期課程,很大程度上是為了尋找有潛力并對這個領域感興趣的學生,“我們的初衷就是想找到并培養對這個領域熱愛的人。學科的發展需要真正喜歡它的人去在這個領域里專注、持續地探索,哪怕只有一個人,都是學科發展的力量。”
 
女性是科研領域不可或缺的力量,但女科學家在科研這個領域總面臨更大的挑戰與困境。付巧妹在女科學家之外,也有很多其他身份,她是一位妻子,是一個女兒,也是三個孩子的母親。
 
“我們總會有多重身份,在不同的情況下,你的身份是不一樣的,你所承擔的責任也不一樣。” 在其他身份之下,付巧妹同樣面臨諸多挑戰。但在做科研時,她會專心沉浸于科研這個“平行空間”,不去考慮其他。
 
“我在做科研的時候,從來沒有想過自己的性別,不一定非要強調女性或者男性的不同,因為在科研的過程當中,本身工作就必須要做到高要求、高精尖的程度,跟女性、男性沒有關系,這是作為科研工作者本身的追求。” 付巧妹認為,身為科學家,做科研時最重要的是永葆好奇心,這樣在探索過程中才能不放棄、不設限,一旦失去好奇心,就可能會很安逸地停留在自己熟悉的領域,在舒適區里,就會失去很多的動力,不愿意再去嘗試、去挑戰了。
 
而回到家庭中,她會轉換身份,回到自己作為母親、妻子、女兒的身份,做出相應的努力。人的精力有限,在頻繁轉換身份的過程中,如何適當分配精力,平衡自己的生活是最大的挑戰。付巧妹也曾因為付出太多精力影響身體健康,但她最終找到了那個“平衡點”。
 
“在這個過程當中需要強調一點,并不是非要去迎合對于這個身份的要求,是你自己要把握好你想要的是什么,你要平衡的是什么。在平衡的過程里會需要你舍棄一些事情,去抓住你最想做的事情。” 付巧妹說。
 
她建議女性科研工作者,最重要的還是要“順應本心”,如果對某一個科研方向很感興趣,就應該聽從內心的聲音,“只有順應本心之后,才有勇氣和有毅力去堅持下來。當然并不是說科研一定是苦的,而因為內心的喜歡和熱愛,會讓你很享受科研的過程,即使很累或是遇到難題也可以很開心去面對。當然科研探索的過程里必然是需要付出的,但這種付出也很幸福。”

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