“我是中國人，有責(zé)任研究清楚東亞人，特別是中國人的演化歷史。”2010年，付巧妹開始負責(zé)籌建中德聯(lián)合實驗室古DNA平臺。2016年，她擔(dān)任中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所古DNA實驗室主任。當時這名剛滿32歲的年輕研究者帶領(lǐng)新組建的科研團隊披荊斬棘，在東亞人群演化研究中不斷突破，取得了令國際同行刮目相看的成績。
采用新興技術(shù)揭開古老謎團
在古DNA技術(shù)出現(xiàn)之前，人類演化研究主要用兩種方法：一種是體質(zhì)人類學(xué)方法，另一種是利用當今現(xiàn)代人的DNA進行溯源反推。這兩種方法都有一定的局限性，前者停留在形態(tài)學(xué)層面，后者則無法捕捉那些已消失的人類群體的DNA信息。
上世紀80年代，古DNA技術(shù)應(yīng)運而生，并從本世紀初開始大放異彩。
“古DNA技術(shù)是基于現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展起來的、從古代人類和動植物遺骸中提取和分析古DNA信息的方法。”付巧妹說，該技術(shù)解決了許多傳統(tǒng)手段無法解決的問題。“借助古DNA技術(shù)，我們能直接觀察古代個體的遺傳成分和基因的混雜模式，而且個體古DNA數(shù)據(jù)本身及其數(shù)據(jù)集，就能在很大程度上反映群體的遺傳特征，成為研究不同地區(qū)古人類和現(xiàn)代人演化特點和動態(tài)變化的利器。”
不懼挑戰(zhàn)潛心耕耘
利用古DNA技術(shù)從古生物樣本中捕獲內(nèi)源DNA，絕非易事：生物遺骸中的DNA片段經(jīng)過漫長的自然降解變得支離破碎、含量極低，提取困難；溫暖潮濕的氣候使樣本里DNA的保存狀況更加糟糕；微生物DNA的大量入侵和污染，更讓內(nèi)源DNA提取難上加難。
付巧妹帶領(lǐng)團隊持續(xù)攻關(guān)，最終與國際同行共同開發(fā)出古核基因組捕獲技術(shù)。該技術(shù)可以把僅占0.03%的人類DNA從海量微生物的DNA中吸附、分離、富集，并提取出來。
開發(fā)出新技術(shù)只是第一步。利用古DNA研究人類演化，還離不開與考古、生物信息、群體遺傳等學(xué)科的密切協(xié)同，付巧妹面臨諸多挑戰(zhàn)。近年來，她帶領(lǐng)團隊篳路藍縷、潛心耕耘，不斷刷新人類對自身歷史的認知。
2016年，付巧妹團隊與國際團隊合作，在《自然》雜志發(fā)表歐亞51個末次冰期人類個體的古基因組研究成果，翔實繪制出冰河時代歐亞人群的動態(tài)遺傳歷史。
真正打開東亞人群演化研究局面的，是付巧妹對田園洞人基因組的獲取、解析。2013年，付巧妹就開發(fā)新技術(shù)獲取田園洞人部分遺傳信息。2017年，她捕獲到較完整的基因組序列，并對其進行精確測序。這是中國第一例人類古基因組，也是東亞迄今最早的現(xiàn)代人基因組。
2020年，《科學(xué)》雜志先后報道了付巧妹團隊與合作者針對中國南北方人群規(guī)模性、系統(tǒng)性的古基因組研究成果，以及從青藏高原一處遺址中獲得的東亞首例丹尼索瓦古人類DNA新突破。前者闡明了中國近萬年來現(xiàn)代人群的南北分化格局與遷徙演化歷史，后者則首次從遺傳學(xué)角度證明丹尼索瓦古人類的時空分布。
2021年，《細胞》雜志先后兩次發(fā)表付巧妹團隊與合作者對東亞長時間尺度下人群的古基因組研究成果。研究者通過解析我國黑龍江、廣西和福建等地距今約4萬—300年歷史中的人類古基因組，揭示了東亞4萬年來人群的動態(tài)遺傳歷史及特有適應(yīng)性基因的選擇機制。
這些研究提供了東亞尤其是中國古代人類遺傳、演化、適應(yīng)方面的重要信息，為解答中國人“我是誰”“我從哪里來”等問題提供了啟示。
探索不止奮力前行
早上五六點起床，考慮全天的研究計劃；在開會間隙或出差路上，打開電腦就進入工作模式……“馬不停蹄”是付巧妹真實的工作寫照。
“做科研是挺苦的，但我沒覺得苦。”她說，“做科研最吸引我的，就是探索未知。通過自己的努力，讓大家了解那些亙古之謎，我特別開心。”
付巧妹所在的科研團隊平均年齡只有三十幾歲，憑借技術(shù)創(chuàng)新和自主研究為國家爭光。去年，在紀念人類全基因組草圖發(fā)表20周年之際，付巧妹受《科學(xué)》雜志特刊邀請，領(lǐng)銜人類古基因組領(lǐng)域發(fā)表研究綜述，首次系統(tǒng)梳理數(shù)萬年來世界范圍古人群遷徙交流動態(tài)與遺傳演化格局，彰顯我國在更新和豐富人類起源與演化歷史研究中作出的重要貢獻。
“我們的研究只是揭開了冰山一角。”付巧妹正帶領(lǐng)這支年輕的團隊繼續(xù)奮力前行，持續(xù)書寫人類演化史中的東亞篇章。