付巧妹:破译古人类基因密码

在同龄的年轻科研人员当中,32岁的付巧妹无疑是佼佼者。

就在不久前,《自然》杂志刊登了名为《中国科学之星》的特写报道,选取了“十位中国科学之星”,付巧妹便赫然在列,并成为其中最年轻的一位。入选理由是“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。”

今年1月,在结束德国、美国7年的求学和科研生涯后,这位年轻的女学者回到国内,担任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室主任,开始打造一支“中国制造”的古DNA研究团队。

对于“少年得志”,付巧妹显得冷静谦虚:“我不过是比别人幸运,做了自己喜欢做的事,并获得了肯定。”

跨专业

从文保技术到古DNA,多学科背景帮她的研究打开局面

出生在江西的付巧妹从小就对生物方面感兴趣,特别是到了高中阶段,这种兴趣更是与日俱增。原本想着大学考取相关专业的她,却误打误撞地进了西北大学的文物保护技术专业。

“这其实是个文理交叉专业,以化学为主。”付巧妹说,“除此之外,我们还学习计算机、大学物理、考古和文物鉴定等课程。”

虽然在当时,付巧妹觉得这些课程设置太广且和所学专业不太相关,但后来的事实证明,本科阶段打下的这种综合基础对她开展研究工作有非常大的帮助。

因为一直抱着未来能在生物领域工作的愿望,付巧妹在本科毕业时放弃了本校保研,转而考取了中国科学院研究生,从事骨骼方面的研究。2009年,她结束了硕士阶段学习,前往德国马克思·普朗克演化人类研究所攻读博士学位。

到了德国并不意味着被认可,达到研究所的要求成了摆在付巧妹面前的第一道难关。

付巧妹说:“和国内不同,德国的博士学位是一项工作,每年都有考核,一旦没通过就会被淘汰。”

到德国学习古DNA研究是付巧妹自己主动而且强烈要求的,尽管她之前在这方面没有太多基础。“做古DNA研究,听起来好像还是和骨骼打交道,但是技术本身都是和遗传相关的。”

“幸运的是,我搭上了DNA研究信息大爆炸时代的列车。”付巧妹说,“第二代测序仪的出现带来了大量数据,进行大批量数据的挖掘并抓出有用信息,在这点上所有人都是平等的,研究生物或者生命科学的人并不见得有优势。”这样一来,反而之前学习的被付巧妹认为“并没多大用处”的计算机和高数等知识,成了她在古DNA研究领域打开局面的因素之一。

于是,在到达德国4个月后,付巧妹便因其“吸收能力强,而且不仅是被动接收,还能自主互动”,被批准可以正式开始在研究所里攻读博士。

转方向

从灭绝的古人类到早期现代人,怀疑精神助她完成全新项目

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”。

2012年下半年,已经在研究所学习3年多的付巧妹通过一些前期项目,让帕波看到了她的潜力。就在此时,所里接到一个非常重大的项目——西伯利亚西部4.5万年现代人基因组。帕波决定让付巧妹成为该项目的领衔人。

付巧妹说:“当研究所拿到4.5万年前的腿骨化石时,并没有清晰的研究思路。因为在此之前,我们团队更加关注的是已经灭绝了的古人类,而现在要研究第一个全基因组的早期现代人,那么思路就会不同,难度很大。”

这些困难并没有难倒付巧妹。她首先做出估算,展示计划的可能性和所需数据,提出和设计了自己的研究问题,并给出相应的解决方法,然后带领大家一步步挖掘,一点点发现。

“一开始大家还有些怀疑。但通过合作,我的运筹能力,发现问题、解决问题的能力逐渐获得了大家的认可。”付巧妹说。

最终,这个项目的研究成果揭示了两大问题:一是为人类迁移路线增加了可信细节,提出了现代人祖先“走出非洲”的路线并非只有单一的南线,而存在北线“蹊径”的可能。二是关于现代人祖先是否与古人类的基因交流。研究发现,在该4.5万年个体的遗传物质中确实存在与尼安德特人(古人类)的基因交流,时间大概在距今5万年到6万年前。

付巧妹的研究总是伴随着强烈的自我怀疑。每当得到一个可能改变之前认识的结果时,她的第一反应经常都是“我是不是犯了什么错误”。

付巧妹解释说:“我总是担心样本有污染或者分析的方法有错误。如果轻率地认定结果,错误的信息就会被别的研究人员所接收,影响研究结果,因此就会不停地自我找茬和论证,直到所有办法都试过,确信无疑,才能放松下来。”

换角色

从研究者变身实验室主任,她开始操心团队设置、经费来源等问题

今年年初,付巧妹结束了7年的国外生活,正式回到国内,开始全身心投身于中科院的古DNA实验室,并着手组建“中国制造”的古DNA研究团队。

“其实一直都有回来的想法。一是我的根在中国;二是我对中国和东亚发生过什么很感兴趣。”付巧妹说。回到国内后,付巧妹的角色从单纯的科研人转变为实验室主任,这又是一次全新的挑战。

付巧妹说:“做一个单纯的研究者,你可能只需要有个项目就可以开始工作,不用操心资源问题。而成为一个实验室的负责人,就必须考虑整体布局,比如课题组要往哪个方向发展,可持续空间有多大,团队如何设置,经费支撑从哪来,如何推动已经开展的项目等。”

令付巧妹欣慰的是,目前团队的组建还算顺利,一些研究项目也相继开展。

今年,她从国外招收了几位有生物信息和群体遗传专业背景的博士后,其中包括一位来自加州大学伯克利分校做整合生物学的美籍华裔科研人才。“对这个项目、对相关课题感兴趣,是驱动他们来这里的最大因素。” 付巧妹说,“希望大家能够在一个相互尊重和快乐的环境下踏踏实实地做科研。”

在生活中,付巧妹一直很热爱运动,尤其喜欢诸如攀岩等需要规划路线、注重技术的项目。她说,有些人尝试攀岩时会在某个节点选择放弃,下来后就再也不想上去了,因为不想再次面对自己的失败。

“攀岩就是要克服这种挫败感,随着经验的积累和技术的提升,当能够跨越更难的节点、达到更高的高度时,一定会获得加倍的快乐。”付巧妹说。

来源:news.xinhuanet.com

标签:《自然》

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