当地时间6月19日下午，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员在法国巴黎联合国教科文组织总部被授予联合国教科文组织—阿勒福赞科学、技术、工程、数学领域杰出青年科学家国际奖（简称“阿勒福赞奖”），以表彰其通过古基因组构建欧亚大陆早期人群遗传历史的重要原创性工作，从进化角度为人类的健康与适应问题带来新的见解。付巧妹作为国际古遗传学领域的领军科学家之一，在本次奖项的评选中得以从全球2,500名候选者中脱颖而出，成为首位获得此奖的中国科学家，为中国在科技创新领域赢得赞誉和重要国际影响。

文｜本刊记者      庄蕾

古DNA研究为破解文明密码打开新窗口

付巧妹长期从事古遗传学研究，主要围绕古DNA探索人类起源与演化的重要科学问题。古DNA是指在古代生物遗骸中残存的DNA片段，通过古DNA，我们能够直接观察到古代个体的遗传成分和基因的混杂模式，并用于比较过去人群与现在人群之间在谱系关系上的独特信息，从而揭示人类演化过程中的细节。

从古至今，人们对早期文明和人类演化的探索未曾停止过，古DNA研究则为破解文明密码打开了新窗口。“几乎没有什么问题能像人类的起源一样，让我们充满好奇，并为之探索不止。弄清‘我们是谁，我们从哪里来’是毕生追求的目标，也是古DNA研究的价值所在。”付巧妹说。

通过古老的基因片段，付巧妹和她的团队得以揭开有关人类起源与演化的一个又一个谜团。十余年来，在欧亚早期人类遗传特点、人群之间的基因交流和迁徙扩散历史等方面取得许多国际重大研究发现，如破译世界、东亚最古老现代人基因组，解锁冰河时期欧亚人群图谱，系统绘制东亚四万年来人群的动态遗传历史，揭秘东亚现代人适应性演化特点等，为推动我国古遗传学领域的创新与发展作出重要贡献。

面对距今数万年的人骨样本，最难的便是古DNA的破译，包括提取、捕获、测序、重建古DNA片段等复杂的工作。付巧妹首先面临的难题就是如何去掉这些古老人类DNA中的环境污染。“其实我们大多数的时候预期都是没有DNA，如果在出土以后被人直接接触过，可能就会带来很严重的后果。”付巧妹说。

2012年，正在德国读博士的付巧妹得到了一个极为珍贵的研究样本。在罗马尼亚发现了一块距今4万多年的现代人的下颚骨。当时很多欧洲的古DNA学者都认为，这个样本中的人类DNA被高度降解、污染严重，要提取出有效DNA十分棘手。但付巧妹却没有轻易放弃。她提出一种类似钓鱼的方案，和同事共同巧妙设计出一种特殊的实验方式，用现代人的DNA做了一个磁铁一样的引子，可以将相似度极高的古人类的DNA吸附出来，终于在大量实验尝试和反复验证中获得了这个个体极其微量的古DNA信息。经过一步步挖掘，一点点发现，带来了有关人类演化的新认识。

最终，付巧妹的这一研究取得了令行业瞩目的成果，她推算出现代人同古人类尼安德特人在距今5万到6万年前发生了基因交流，大大缩小了前人研究提出的时间范围，她的这一发现被《自然》杂志认为是相当惊人的。

多年来，付巧妹在勇攀科学高峰的过程中，获得众多荣誉。付巧妹的相关研究入选了Nature十大科学事件、世界十大人类起源研究新认知、中国科学十大进展等，产生重大国际影响。因其研究重要性，被Nature评为“中国十大科学之星”之一，获中国青年科技奖－特别奖、中国青年女科学奖、陈嘉庚青年科学奖－生命科学奖等重要奖项。

用古DNA技术书写东亚史前史

早在2010年，付巧妹就开始筹备中科院古脊椎所的古DNA实验室和平台的搭建。2016年回国后，付巧妹正式担任古DNA实验室（现为分子古生物学实验室）主任，她将研究的全部重心放在东亚人群多样性及遗传历史的研究。她组建的这支“中国制造”的古DNA研究团队，在《自然》《科学》《细胞》等杂志发表重要论文40余篇，虽然整个团队平均年龄仅33岁，但其共同开发古DNA捕获技术及短片段提取技术等，极大扩展了可用于古DNA研究的样本范围，有力推动了全球人类学、演化遗传学等相关领域的发展。

2017年，付巧妹带领团队成功获取了中国第一例人类古基因组——4万年前北京田园洞人的古基因组，这也是目前为止东亚最古老的早期现代人基因组。付巧妹团队通过研究分析北京房山田园洞的一男性个体基因组，发现东亚早期人群组成十分复杂。经过比较田园洞人和未混入古老遗传成分的欧洲人的基因组数据，确定了4万年前的田园洞人确已呈现亚洲人遗传特征，而且与某个古欧洲人群有著特殊的遗传联系。这项研究成果被《科学》杂志评价“填补了东亚在地理和时间尺度上的巨大空白，正式为东亚人群遗传演化研究打开局面。”

为解锁冰河时代东亚人群遗传图谱和适应性基因演化，付巧妹团队对东亚北部长时间尺度下的人群古基因组进行研究，系统绘制出4万年来东亚北部人群的群体动态演化图谱。“这个研究非常重要的一点是，让我们可以在时间跨度上了解4万年前到3千年前，甚至到现在，在这个区域人群的一个变化。我们可以研究在这种长时间跨度下，东亚人群是不是可能有一些适应性基因。”付巧妹说。

要想进一步研究现代人和古人类之间的关系，最重要的就是找到新的古人类DNA。第一次找到丹尼索瓦人，是在阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞穴中，通过一个小手指骨DNA发现的，这也是第一次通过遗传找到未知的古人类。然而，想进一步了解丹尼索瓦人对现今大洋洲及东亚人群的影响，对于他们在亚洲、尤其是东亚的分布非常不清楚。这种情况下，付巧妹团队希望在东亚找到丹尼索瓦DNA，或者是其他类型古人的DNA。于是她们另辟蹊径，尝试从沉积物中获取DNA。团队利用杂交原理，通过242种动物的DNA和样品中的DNA融合、杂交，然后把剩下的DNA洗涤掉，最后对这些生物DNA进行分析，探究它们属于哪种DNA，其中是否可能存在人类DNA。

付巧妹团队在将近20个遗址进行了寻找，2020年底，在位于中国甘肃白石崖溶洞的沉积物中，成功获取丹尼索瓦人线粒体DNA，这是在中国考古遗址沉积物中提取古人类DNA的第一个成功案例。研究发现，丹尼索瓦人DNA不仅在东亚、大洋洲人群里有残留，其实对现代人中的不少人群都有贡献和影响。“它告诉我们白石崖溶洞的人和丹尼索瓦洞穴的人存在著联系，虽然这两个地方距离非常远。”付巧妹说，“在这种情况下，我们不由得提出一个疑问，为什么会这样呢？是不是也反映丹尼索瓦人的迁徙和扩散？这其实给了我们一个更多要去解决的问题。”

还原边疆地区古人群演化交流史

随著研究的推进，付巧妹将目光投到我国新疆、青藏高原等边疆地区，针对当地古代人群开展大规模、系统性古基因组研究，揭示当地人群的演化历史。

2022年4月，《科学》杂志在线发表付巧妹团队研究成果。付巧妹团队从新疆不同区域的遗址中，成功获得201例新疆古代人类的基因组，通过遗传学手段系统还原了新疆五千年以来古人群的遗传演化与交流互动历史，同时也证明了新疆自古以来就是亚欧大陆多元文化交流融合的并存之地。这是迄今为止中国境内最大规模的古基因组研究。

2023年3月，付巧妹团队从青藏高原不同区域30个遗址中成功获取97例青藏高原古代人类个体的核基因组，通过研究后，付巧妹团队发现青藏高原人群特有的遗传成分早在5,100年前就已经形成，并揭示了近五千年来青藏高原内部及与外部地区存在的复杂的人群互动交流历史。这是青藏高原迄今采样规模最大、地理覆盖最广的古基因组研究。

远古人群究竟在我们基因图谱里留下多少遗传印记，付巧妹说，我们还需要更多的研究和证据。而随著付巧妹团队研究的古DNA提取技术的日益成熟，让此前大量无法进行古DNA研究的样本材料重回研究视野，大规模开展古代人类全基因组研究正在成为可能。除此之外，这项技术也成功推广到珍稀动物演化，疾病演化等研究当中，为更多领域的科学探索作出贡献。

（文中图片均由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所提供，本文发布于《紫荆》杂志2023年8月号）