遗传学家|付巧妹:从小镇女孩到古遗传学家( 三 )


科研需要足够的严谨。更何况,她的研究往往因刷新了科学界对古人群的认知,而被同行们放到聚光灯下详查每个细节。
2015年,《 Nature 》刊登了一篇以付巧妹为第一作者的文章《一名拥有近代尼安德特人祖先的罗马尼亚早期现代人》,此文更新了以往学界认为的——尼安德特人在5万年前和现代人有基因交流的观点,将发现现代人与尼安德特人基因交流时间向回拉了近1万年。
但从研究过程来看,这项研究曾 “饱受质疑的”。
从洞穴中发掘出的一个下颌骨,主人竟然就是见证古人类与现代人姻亲交流的混血儿——曾曾曾祖辈之一就是尼安德特人?这样的几率,似乎实在太小。得到结果之初,付巧妹就怀疑,是否是样本的DNA被污染了?
DNA污染是古DNA研究的经典难题。因为有机质能为微生物提供食物,人体的血肉与骨骼便成了微生物的“聚集地”。长久岁月里,高度降解的古人类化石早已被微生物“重度污染”。例如,在北京房山发现的一根腿骨,虽然是一位距今4万年前的田园洞人的“零部件”,但经测量,从腿骨里找到的人类 DNA含量仅占0.03%。除此之外,若发掘研究稍有不慎,化石也会沾染现代人的DNA。
反复验证后,结论无误。求证任何不确定性,否定到不能再否定,自己给自己找茬,这是付巧妹的科研风格。
不过,面对如此精妙的结果,甚至连大Boss斯万特·帕博都怀疑,“是不是搞错了?”
增加数据量,调整实验方式,几个月的验证后,付巧妹给出的回答是“绝对没问题”。
强行诗意的说法是,在地下埋藏了数万年的失落尸骸,冥冥中终于遇到了能读懂它尘封故事的人,跨越古今,血脉的秘密得以展露。但关于宿命与等待,都不是付巧妹喜欢的表述。她将其归为一种统计学上的概率问题—— “只要出现,必然能被发现,只是谁发现,什么时候发现而已。”
“(我们)需要的不是偶然与幸运,如何在大量污染里找到有用有效的信息,非常困难,而常规的研究很可能错过这样有价值的结果。”
 遗传学家|付巧妹:从小镇女孩到古遗传学家
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要到哪里去
初到德国求学,付巧妹压力颇大。体重也证实了这一点,如高中时一样,这一年,她又瘦了二十斤。
在马克斯·普朗克进化人类学研究所,挑战与机遇并肩而至。和国内不同,攻读马普所的博士更像是工作,前半年试用,每年都有考核,考核不过便会被淘汰,她 “学得小心翼翼”。
看起来都是 “考古”,研究的都是“骨头”的事,实则千差万别,对那时仅拥有文物保护学与体质人类学研究背景的付巧妹来说,在古DNA或基因组研究上,她是彻底的“小白”。组会上,团队们讨论尼安德特人基因组序列草图,她犹听天书一般,“非常痛苦”。即使过去近10年,再回想当时,也是扎实的苦涩。即使后来她才知道,那样成熟的内容任哪个新人来听,谁听谁痛苦。
“要做什么?看文献,做实验,思考,去真正地探索”。付巧妹消沉不了太久。
进组一个月,先打基本功,成摞成摞地读文献,边读边琢磨,实在消化不了的,主动求教,怕频繁请教打扰别人,付巧妹常攒着一个礼拜的问题请教师兄,一问问几十个。文献里有人用数据分析,她觉得有意思,想“试试看,玩一玩,做一做”,于是自发捡起来大学的数理知识和编程。
而彼时,她感兴趣的领域,正是古DNA研究的风口。第二代DNA测序仪的出现带来了大量的信息,如何挖掘、处理大批量数据成了研究的重点、热点与痛点。古DNA研究领域甚至因此重新洗牌,“所有人都在过渡阶段,没有人知道何去何从”,想迎风而起,不被甩下,不能害怕、设限,必须重新学习、研究、适应。
即使没有古DNA或基因组经验,付巧妹也和其他人站在了同一条起跑线上,她飞速学会了如何从远古骨骼中采集微量DNA样本,掌握了用以分析数据的演化遗传学、生物信息学和计算机编程。
本科时代编程和数学知识的积累,恰好助她打开了局面,踏上DNA研究信息大爆炸的列车,疾速奔驰是时代对参与者的慷慨赠予。
于是,抵德短短4个月,付巧妹便因“吸收能力强,而且不仅是被动接收,还能自主互动”,迅速得到导师认可,被批准正式开始攻读博士。
在接受《 Nature 》杂志采访时,导师斯万特·帕博称她为 “最棒的学生之一”。2012年,当研究所拿到那块4.5万年前的腿骨化石,尚未确定如何研究时,一向对早期现代人感兴趣的付巧妹主动提出研究问题,做估算,列计划,给出解决方法。也因此,付巧妹成为了该项目的负责人,在她之前,几乎没有学生给重要项目 “挑大梁”。
当《 Nature 》杂志把付巧妹评选为 “中国十大科学之星” 之一,并被评价 “帮助重写了欧洲最早的现代人类的历史” 时, 她已经在中科院古脊椎动物与古人类研究所组建了一支具有国际化水准的研究团队,专心运营自己在这里建立的,具有亚洲最高水准的古DNA实验室。
早前几年,古DNA领域内的国际研究极不平衡,德国的马克斯·普朗克进化人类学研究所、美国的哈佛医学院等顶尖实验室,长期主导着领域研究。付巧妹感到一种 “国人的责任感” —— 要书写自己人群的历史,寻根亚洲人类的祖先。
2017年,基于中国四万年前的田园洞人基因组,付巧妹为东亚人群古DNA研究打开局面,揭示了东亚史前人群的多样性及遗传历史的复杂性,也突显出对东亚更多不同时期、不同区域的人类样本进行采样研究的迫切需求。


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