付巧妹和“中国制造”的古DNA研究团队
2019-03-27 11:11:26   来源:化石网   评论:0 点击:

付巧妹和中国制造的古DNA研究团队(化石网报道)据中国古生物化石保护基金会:这是一支中国制造的古DNA研究团队,在西方主导的古DNA技术变革浪潮里掀起浪花,创造性开发古DNA捕获技术,从田园洞人的腿骨上提取到




付巧妹和“中国制造”的古DNA研究团队
 
(化石网报道)据中国古生物化石保护基金会:这是一支“中国制造”的古DNA研究团队,在西方主导的古DNA技术变革浪潮里掀起浪花,创造性开发古DNA捕获技术,从田园洞人的腿骨上提取到第一个早期现代人的核DNA,相继获取世界最古老的现代人基因组、东亚最古老的现代人基因组,影响并推进着西方以至全球古人类学研究的发展。

这便是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹带领的古DNA实验室团队,他们平均年龄仅30岁,却在古人类学,尤其是现代人起源与演化研究领域让中国从跟跑者变为领跑者。

年轻而老练的古DNA实验室团队

付巧妹的古DNA实验室团队现有20名成员,包括团队负责人、副研究员、博士后学者、博士、硕士、实验技术人员等,专注于利用分子遗传手段研究古人类与古生物学相关问题。这是一支年轻的团队,以蓬勃的朝气拥抱着国际前沿知识和古DNA实验技术,与德国马普研究所、美国哈佛医学院等国际顶尖实验室保持着频繁的科研交流与合作;他们充满着激情和创造力,在成千上万次的古DNA实验里寻找遗传信息,在一次次重复的操作实践里摸索更完善精确的实验方法,在数以亿计的基因组数据里探索人类演化的细节和规律。

虽然年轻,团队却已在古DNA领域取得多项具有国际影响力的科研发现和研究成果,向世界证明了“中国制造”的实验技术和创新实力,可谓潜心积厚。她们还承担着诸多如科技部·国家重点研发计划、国家自然科学基金重大研究计划等重点项目并积累有大量古DNA新数据,以期更深层次研究古人群遗传图谱和东亚人群的形成机制,在人类起源、演化、扩散和适应等重要问题上获得新的认识和发现。

“中国制造”的创新实力与惊人成果

2013年,付巧妹团队首次创造性开发古核基因组捕获技术,得以成功将仅占0.03%的人类DNA从大量来自土壤细菌的DNA辨识提纯出来,使田园洞人成为第一个能够获得核DNA的早期现代人。该实验技术为最大限度获取早期人类的遗传信息开辟了新道路,使大量之前无法进行古DNA研究的样本和材料重回研究视野,并自此获得学界的广泛应用。

2014年,团队参与开发新一代古DNA片段提取技术,得以成功从胡瑟裂谷距今约40万年的人类股骨中提取线粒体DNA,首次重建出这一最古老人类近乎完整的线粒体基因组序列,发现其约在70万年前与丹尼索瓦人具有共同的祖先。该实验技术首次提取到40万年前非冰冻层的古DNA,将人类DNA破译的时间向前推进了30万年,为研究尼安德特人和丹尼索瓦人等未知古老人类祖先的基因开辟了新前景。这项研究首次揭示现代人起源与演化研究领域的两大重要问题:一是为人类迁移路线增加了可信细节,提出了现代人祖先进入亚洲的路线并非只有单一的南线;二是确定现代人祖先与已灭绝古人类——尼安德特人基因交流时间,估算时间大概在距今5万年到6万年前。因对丰富人类演化细节知识有极其重要意义,被Nature评为“2014年度十大科学事件”之一。

2015年,团队针对罗马尼亚发现的距今约 4 万年的现代人下颌骨展开一系列有目的性的大区域核DNA富集实验,发现其含有6-9%左右的尼安德特人基因,并估算其4-6代的祖先存在尼安德特人,这表明现代人祖先与尼安德特人的基因交流可能不仅仅局限于中东,在欧洲也同样发生过。该研究成果在《Nature》期刊发表,是继2010年未知古人类丹尼索沃人之后在人类演化研究领域的又一重大发现。

2016年,团队与德国马普研究所合作,首次将亚洲人群纳入开展人类起源和演化历史的研究,通过有效提取短DNA片段技术及大量DNA实验,研究分析51个末次冰期距今7000至45000年间欧亚人类个体的基因组数据,翔实地绘制出冰河时代欧亚人群的遗传谱图。该研究成果在《Nature》期刊发表,因首次在时空大框架下展示出旧石器时代晚期的人群动态遗传历史,被评为“2016年度中国古生物学十大进展”之一。

2017年,团队对田园洞人个体进行DNA测序,实现中国地区乃至整个东亚最古老人类的第一个全基因组测序。通过分析,肯定田园洞人属古东亚人,且发现与比利时的一种西欧亚古人类存在遗传联系,为东亚史前人群多样性研究提供了线索。该研究成果在《Current Biology》期刊发表。Science News报道称该基因组填补了东亚在地理和时间尺度上的巨大空白。

近期,团队再次创新开发皮张古DNA提取技术,用于针对博物馆馆藏古代狼、灵长类等陈旧皮张标本获取古DNA或短片段DNA信息,以研究家养动物的起源与驯化问题,探索古代与现代生物间的谱系发育关系。该实验技术是保护遗传学和系统进化等方面研究的重要推力,尤其为珍稀动物保护研究提供了技术保障。

温暖的80后“中国科学之星”

身材高挑、齐肩长发,两个女儿的母亲,社区和谐家庭的女主人,付巧妹轻易就打破我们对女科学家的“刻板印象”。

在西北大学读书时她是学院女篮队员,她擅长用左手打乒乓球,她爱攀岩也爱健身,大礼堂的舞台上,也留下她歌舞表演的倩影。可她就是Nature评选出的“十大中国科学之星”之一。

2016年10月,付巧妹作为嘉宾被邀请回到母校,参加考古专业成立60周年学术研讨会。她说:母校给我最多的,是一种沉淀的气质,以及综合能力的培养。后来,转换专业、国外求学、挑战新的研究领域……正是本科时期的广泛涉猎和扎实功底,使得付巧妹面对任何新挑战都显得镇定自若、充满信心。

从西大到中科院,从德国马克思·普朗克进化人类研究所到哈佛医学院,最后回到祖国,付巧妹之所以能在生物领域以及古DNA领域有卓越表现,正是因为她专注当下,沉淀心气。

作为新兴的交叉学科,付巧妹的研究内容还需要更多的被相关领域专家的了解与认可,许多研究课题所需要的数据和材料,还需要实地调取。二女儿刚满月就上班的付巧妹仍需要奔波各地出差。但家人全力支持她。

对于获得Nature“中国十大科学之星”,付巧妹十分淡定和坦然。她感谢这份荣誉。她和团队的年轻人依旧怀着无穷尽的好奇心与探索欲奔波在科学之路,无怨无悔。
付巧妹和“中国制造”的古DNA研究团队
 

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