2022諾貝爾生醫(yī)獎爆冷，人類進化遺傳學(xué)首次問鼎

瑞典當?shù)貢r間2022年10月3日11時30分（北京時間10月3日17時30分），諾貝爾獎委員會宣布將2022年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給瑞典生物學(xué)家、進化遺傳學(xué)家Svante P??bo（斯萬特·帕博），以表彰他發(fā)現(xiàn)了與已滅絕古人類和人類進化相關(guān)的基因組。

Svante P??bo（1955-）

Svante P??bo于 1955 年 4 月 20 日出生在瑞典斯德哥爾摩，母親是愛沙尼亞化學(xué)家 Karin P??bo ，父親是生物化學(xué)家 Sune Bergstr?m，曾與 Bengt I. Samuelsson 和 John R. Vane共同獲得 1982 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。 Svante P??bo于 1986 年在烏普薩拉大學(xué)獲得博士學(xué)位，研究腺病毒的 E19 蛋白如何調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。

廈門大學(xué)教授王傳超對《返樸》介紹說：Svante P??bo自上個世紀 80 年代開始古 DNA 研究以來，一直在為探索古 DNA 實驗技術(shù)和建立古 DNA 研究標準而努力。隨著分子克隆、 PCR、二代測序技術(shù)、引物延伸捕獲和液相雜交捕獲等擴增和測序技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，古 DNA 研究已逐漸成為一個用途廣泛、極有發(fā)展前景的領(lǐng)域。古 DNA 研究為人類的起源和演化歷史提供了非常有價值的參考。2010 年，德國馬普研究所 Svante P??bo 領(lǐng)導(dǎo)的研究組對已滅絕的尼安德特人（ Neanderthal）全基因組測序分析發(fā)現(xiàn)非洲現(xiàn)代人中沒有任何尼安德特人的遺傳成分，但是在非洲之外的現(xiàn)代人群中都有 1%~4%的尼安德特人混血。其后， 4 萬年前生活在北亞的丹尼索瓦人（ Denisovan）的全基因組也被成功解析，人類起源模型被修正為了“晚近非洲起源附帶雜交”。

今天的文章摘引自Svante P??bo以第一人稱視角講述古遺傳學(xué)研究發(fā)展歷史的科普著作《尼安德特人》。

作者 | 斯萬特·帕博（Svante P??bo）

譯者 | 夏志

審校 | 楊煥明

我一開始并沒有研究尼安德特人，而是研究古埃及木乃伊。在我13歲的時候，媽媽帶我去了埃及，自此我就迷上了那里的古老歷史。但是當我在烏普薩拉大學(xué)開始認真進行這項研究時，我越來越清晰地意識到，我所迷戀的法老、金字塔、木乃伊只是青少年時期的浪漫夢想而已。我做了功課、記住了象形文字和歷史事實，甚至曾連續(xù)兩個夏天在斯德哥爾摩的地中海博物館編撰陶片和其他文物的目錄。我或許會成為瑞典的一位埃及古文物學(xué)者，并在同一家博物館工作。但是我發(fā)現(xiàn)，同一個人第二個夏天所做的事情與第一個夏天幾乎一樣。此外，他們在同一時間去同一家餐館吃同樣的飯菜，討論同樣的古埃及之謎和學(xué)術(shù)八卦。事實上，我開始意識到，對我而言，埃及古文物學(xué)這個領(lǐng)域發(fā)展太慢。這不是我想要的那種職業(yè)生活。我想經(jīng)歷更多的興奮，想要與我所看到的周圍世界有更多的關(guān)聯(lián)。

這種覺醒使我陷入了各式各樣的危機。我父親曾是一名醫(yī)生，后來成了生物化學(xué)家。受其啟發(fā)，我決定學(xué)醫(yī)，爾后再從事基礎(chǔ)研究。所以我進了烏普薩拉大學(xué)的醫(yī)學(xué)院，幾年后驚訝地發(fā)現(xiàn)自己非常喜歡問診病人。醫(yī)生似乎是為數(shù)不多的不僅可以遇到各式各樣的人，還可對其生活發(fā)揮積極作用的職業(yè)。而與人們交流、建立關(guān)系的能力是我沒想到自己會具備的才能。經(jīng)過四年的醫(yī)學(xué)研究，我又面臨一個小小的危機：應(yīng)該成為一名醫(yī)生，還是轉(zhuǎn)行到原本打算從事的基礎(chǔ)研究呢？我選擇了后者，并認為拿到博士學(xué)位后還可以（最有可能）回到醫(yī)院。我加入了彼爾·帕特森（Per Pettersson）的實驗室，他是當時烏普薩拉最炙手可熱的科學(xué)家之一。不久之前，他的研究小組首次克隆了一類重要的移植抗原的基因序列。這些蛋白分子位于免疫細胞表面，并介導(dǎo)對病毒和細菌蛋白的識別。帕特森不僅提出了與臨床實踐相關(guān)的令人興奮的生物學(xué)見解，而且他的實驗室還是烏普薩拉少數(shù)幾個已掌握通過引入細菌操縱DNA克隆這一新方法的實驗室之一。

帕特森邀請我加入研究腺病毒編碼蛋白的團隊。腺病毒是一種會引起腹瀉、類似感冒等其他擾人癥狀的病毒。人們認為這種病毒蛋白與細胞內(nèi)的移植抗原相結(jié)合，因此一旦被運送到細胞表面，它就會被免疫系統(tǒng)細胞識別，然后激活免疫系統(tǒng)，殺死體內(nèi)其他受感染的細胞。在接下來的三年里，我和其他人一起研究這種蛋白質(zhì)，并開始意識到我們對這種蛋白質(zhì)的看法是完全錯誤的。我們發(fā)現(xiàn)，病毒蛋白并非是免疫系統(tǒng)攻擊的倒霉目標，相反，病毒蛋白能夠?qū)ふ业郊毎麅?nèi)部的移植抗原、與它們結(jié)合，并阻止它們被運輸?shù)郊毎砻?。由于受感染的細胞表面沒有移植抗原，所以免疫系統(tǒng)無法識別它是否受到感染。可以這么說，這種蛋白質(zhì)掩護了腺病毒。事實上，它使得細胞內(nèi)的腺病毒可以存活相當長一段時間，甚至可能活得與感染者一樣久。這種病毒可以以此方式屏蔽宿主的免疫系統(tǒng)，這著實是一項意外的發(fā)現(xiàn)。最后，我們以多篇備受矚目的論文把工作成果發(fā)表在頂級期刊上。實際上，后來諸多研究發(fā)現(xiàn)，其他病毒也使用類似的機制逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。

這是我第一次體驗到從事尖端科學(xué)研究的滋味，非常著迷。這也是我第一次（但不是最后一次）看到，科學(xué)的進步往往是一個痛苦的過程：認識到自己和同齡人的想法是錯誤的，而說服你最親密的伙伴以及全世界的大部分人好好考慮新的想法甚至需要更長的時間。

但不知何故，雖處在對生物學(xué)的興奮之中，我仍無法完全擺脫對古埃及的迷戀。只要有時間，我就去埃及學(xué)研究所聽課。我一直選修科普特語課，這是一種古埃及法老所說的語言。我同羅斯季斯拉夫·霍爾特爾（ Rostislav Holthoer）成為朋友。他是一名快樂的芬蘭埃及古物學(xué)者，在社會、政治和文化方面擁有強大的人脈。20世紀70年代末和80年代初，我經(jīng)常在羅斯季斯拉夫的烏普薩拉家中享用晚餐，度過漫漫長夜。我經(jīng)常抱怨，雖然我熱愛埃及古文物學(xué)，但很難看到未來。我也喜歡分子生物學(xué)，它可以不斷提升人類的福祉。我得在兩條同樣誘人的職業(yè)道路之間做出抉擇—這太痛苦難解。當然這看起來并不值得同情，因為這個年輕人雖然不知道如何做決定，但面對的兩個選擇都堪稱絕佳。

但羅斯季斯拉夫?qū)ξ液苡心托模恢痹趦A聽。我解釋科學(xué)家們現(xiàn)在如何能從任何生物中提取DNA（可以是真菌、病毒、植物、動物或人），然后將其插入質(zhì)粒（一種來自細菌病毒的DNA載體分子），并將質(zhì)粒引入細菌，與細菌宿主一起復(fù)制出成百上千份外來DNA。我還解釋了如何確定外源基因的四個核苷酸序列，如何發(fā)現(xiàn)兩個個體或兩個物種DNA序列之間的差異。兩個序列越相似（即兩者之間的差異越少），兩者之間的關(guān)系就越密切。事實上，透過共有突變的數(shù)量，我們不僅可以推斷，在數(shù)千年和數(shù)百萬年間，特定的序列如何從共同祖先的DNA序列演變而來，還可推斷出這些祖先DNA序列存在的大致年月。例如，在1981年的一項研究中，英國分子生物學(xué)家亞歷克·杰弗里斯（Alec Jeffreys）分別分析了一個人類和猿類血液中的血紅素蛋白基因的DNA序列，并推斷出該基因何時開始在人類和猿類中獨立演化。我解釋說，此方法可能很快就會應(yīng)用于許多基因上，任何物種的許多個體都有這些基因。這樣，科學(xué)家就能確定過去不同物種之間的親緣關(guān)系，以及它們何時開始各自的演化，這種方法比形態(tài)學(xué)或化石研究更可靠。

當我向羅斯季斯拉夫解釋這一切時，一個問題逐漸浮現(xiàn)在我的腦海中：此方法只能用于測序當今人類及動物的血液或組織樣本中的DNA嗎？這種方法能否用于測序那些埃及木乃伊的DNA呢？DNA分子能否在木乃伊中留存下來呢？它們也能插入質(zhì)粒并在細菌中復(fù)制嗎？我們是否有可能通過研究古DNA序列，從而闡明古埃及人彼此之間以及與現(xiàn)今人類之間是否關(guān)聯(lián)呢？如果可以做到，那么我們便可以回答埃及學(xué)研究中常規(guī)方法所無法回答的問題。例如，今天的埃及人與生活在大約5000年至2000年前法老統(tǒng)治時期的埃及人有何關(guān)聯(lián)？是否由于政治和文化的重大變化造成了埃及的大量人口被更替，例如公元前4世紀亞歷山大大帝的征戰(zhàn)和7世紀阿拉伯人的入侵？或者這些軍事和政治事件只是讓當?shù)鼐用癫捎昧诵碌恼Z言、新的宗教以及新的生活方式？總體而言，如今居住在埃及的那些人和曾經(jīng)建造金字塔的人是否一樣？或是他們的祖先與侵略者混雜在一起，所以現(xiàn)在的埃及人和古代埃及人完全不同？諸如此類的問題令人激動不已。當然其他人應(yīng)該也想到了。

我到大學(xué)圖書館查閱了相關(guān)的期刊和書籍，但沒有發(fā)現(xiàn)任何關(guān)于從古代材料中獲取DNA的報告。似乎從沒有人試圖獲取古代的DNA；或者如果有，他們沒有成功，因為如果成功了，他們肯定會公布他們的發(fā)現(xiàn)。我與帕特森實驗室中比較有經(jīng)驗的研究生和博士后討論此事。他們說，鑒于DNA的敏感性，為何你認為它能保存幾千年呢？我們的談話令人沮喪，但我沒有放棄希望。我在查閱文獻時找到了幾篇文章，那些作者聲稱他們從博物館上百年的動物皮膚中檢測到了蛋白——蛋白仍能被抗體檢測到。我還發(fā)現(xiàn)，有研究聲稱已在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)了古埃及木乃伊的細胞輪廓。所以的確有些東西保存了下來。我決定開展實驗。

第一個問題是DNA能否在死后的組織中長期存活。我推測，如果組織變得干燥，如古埃及尸體防腐人員制作的木乃伊那樣，那么 DNA或許可以長期保存良好，因為降解 DNA的酶需要水來激活。這是我需要測試的第一件事情。1981年夏天，實驗室里沒有太多人，我去超市買了一塊小牛肝。我把商店的收據(jù)黏在一個嶄新的實驗筆記本的首頁，我要用它記錄這些實驗。我給這本筆記本貼上自己的名字標簽，不為別的，只是因為我想盡可能地讓我的實驗處于保密狀態(tài)。如果帕特森認為這些實驗并不必要，還發(fā)現(xiàn)我為此分心，他或許會禁止我做這些實驗。畢竟免疫系統(tǒng)的分子機制研究競爭激烈，我該好好全身心投入其中。無論如何，我都希望一切保密，以免失敗后遭到同事們的奚落。

為了模仿古埃及木乃伊，我決定將牛肝封存在實驗室的烤箱中并加熱到50℃，讓其木乃伊化。這樣做的第一個后果便是我的秘密項目將公之于眾。第二天，怪味招致了許多閑言碎語，我不得不在大家發(fā)現(xiàn)并處理掉牛肝之前公開我的項目。所幸隨著脫水過程的進行，氣味不再濃郁，于是也就沒有腐爛的氣味或埋怨的話傳到教授那里。

幾天之后，肝臟就變得堅硬、干燥，并變成黑褐色，就像埃及木乃伊一樣。我開始從中提取DNA，大獲成功。我獲得的DNA是只有幾百個核苷酸的短片段，不像從新鮮組織中提取的DNA那樣有數(shù)千個核苷酸，不過依舊足夠用于實驗。我的想法得到了證實。認為DNA可以在一個死組織中存活至少幾天或幾周，這并不荒謬。但是，幾千年呢？很明顯，下一步便是在埃及木乃伊中嘗試同樣的方法。此時我跟羅斯季斯拉夫的友誼派上了用場。

羅斯季斯拉夫早知道我在埃及學(xué)和分子生物學(xué)上的苦惱，也樂于支持我嘗試把埃及學(xué)帶進分子時代。他是一家小型大學(xué)博物館的館長，博物館中收藏了一些木乃伊。他同意了我取樣木乃伊的請求，當然，他不會讓我切開木乃伊并取走它們的肝臟。但如果木乃伊已經(jīng)被撕開，并且其肢體已經(jīng)斷裂，羅斯季斯拉夫允許我從木乃伊斷裂處取一小塊皮膚或肌肉組織，進行DNA提取。一共有三個這樣的木乃伊可供使用。當我把手術(shù)刀放到一個曾存活于3000年前的人的皮膚和肌肉上時，我發(fā)現(xiàn)它的組織質(zhì)地與我烤箱中的小牛肝不一樣。小牛肝質(zhì)地堅硬，易于切割。但木乃伊很脆，切割的時候其組織易碎成棕色粉末。我用提取肝臟的相同流程來提取木乃伊。木乃伊提取物不同于肝臟提取物，前者與木乃伊一樣是棕色的，后者則清澈如水。我通過外加電場，使木乃伊提取物在凝膠中遷移以獲取DNA，并用染料染色。如果染料與DNA結(jié)合了，那么便會在紫外燈下發(fā)出粉紅色熒光。不過結(jié)果是除了棕色的東西，我什么也沒看到。事實上，紫外燈光下的確有熒光，但是呈現(xiàn)藍色而非粉紅色，所以不是我們所預(yù)期的DNA。我在其他兩個木乃伊樣品上重復(fù)這個過程。同樣，沒有DNA。所有我期待含有DNA的提取物，最后都發(fā)現(xiàn)只是不明的棕色物質(zhì)。我的實驗室同事似乎是對的：即使在細胞內(nèi)，脆弱的DNA分子也需要被不斷地修復(fù)才能保持不被分解。它們怎么可能殘存數(shù)千年？

我把秘密的實驗筆記本放在書桌抽屜的底部，重新回去研究通過小蛋白聰明地欺騙免疫系統(tǒng)的病毒，但我無法將木乃伊從腦海中移去。其他人怎么可能在木乃伊中看到殘存的細胞呢？也許那些棕色的東西實際上就是DNA，只是經(jīng)歷了某種化學(xué)修改，以至于它們看起來是棕色，并在紫外燈下發(fā)出著藍色熒光。也許期待每個木乃伊中均殘存DNA過于天真。也許需要分析許多木乃伊才能找到一個足夠好的樣本。找到答案的唯一辦法是說服博物館館長們犧牲許多塊木乃伊，也許會徒勞無功，但還是要懷著渺茫的希望，期待能從其中一塊中找尋到古DNA。我也不知如何才能得到他們的支持。我似乎需要一個快速、低損的方法來分析很多木乃伊。我的醫(yī)學(xué)教育背景給了我一條線索。例如，用活檢針從可疑的腫瘤中取出很小的組織塊，將其固定和染色，然后在顯微鏡下觀察。其中可識別的細節(jié)一般很明顯，受過訓(xùn)練的病理學(xué)家既可從中區(qū)分腸道黏膜、前列腺或乳腺中的正常細胞，又可以發(fā)現(xiàn)開始改變的細胞，從而檢測出早期腫瘤。此外，研究人員可以在顯微鏡玻片中使用特定的DNA染料，檢驗是否存在DNA。我需要做的就是從大量木乃伊中收集少量樣本，然后進行DNA染色和顯微鏡觀察。顯然，想要獲得大量木乃伊，必須從最大的博物館著手。但一個來自瑞典的過于亢奮的學(xué)生，為了異想天開的項目而想要獲得哪怕一丁點組織，這無疑會引起館長的懷疑。

羅斯季斯拉夫還是很同情我。他告訴我，有一個收藏了大量木乃伊的大博物館，可能愿意合作。那就是柏林國家博物館群（Staatliche Museen zu Berlin）。這個綜合性博物館群位于當時德意志民主共和國的首都柏林（東柏林）。羅斯季斯拉夫曾在那里花了好幾周時間研究古埃及陶器收藏。他作為一名瑞典教授獲得了在博物館工作的許可。不過，他能和該館群的幾個館員成為親密朋友，主要有賴于他深入發(fā)展跨國界友誼的能力。1983年夏天，我坐上去往瑞典南部渡口的火車，第二天早上抵達民主德國。

我在柏林待了兩個星期。每天早上，我都要通過數(shù)道檢查關(guān)卡才能進入國家博物館群之一的博德博物館（ Bode Museum）的儲存間。博德博物館位于近柏林中心施普雷河中的一個島上。二戰(zhàn)過去已將近40年了，但博物館仍清晰地保留了戰(zhàn)爭的痕跡。我看到窗戶周圍的墻面上有彈孔，那是蘇聯(lián)軍隊攻陷柏林之時用機槍掃射所留下的。第一天，他們帶我去參觀戰(zhàn)前的古埃及文物展，并給了我一頂建筑工人用的安全帽。我很快就明白這是為了什么。展覽館的屋頂有炮擊和炸彈所留下的巨大孔洞。鳥兒飛進飛出，有的甚至在法老的石棺里筑巢。一切脆弱的文物材料，如今已被明智地存儲在別處。

在接下來的幾天里，主管埃及文物的館員帶我參觀了所有木乃伊。午餐前幾小時，我在他那滿是灰塵的破舊辦公室，從已裂開且破損的木乃伊上切下了幾小塊組織。午餐頗費一番工夫，因為需要通過所有安全檢查才能到達河對岸的一家餐館。那里的食物很油膩，需要就著大量啤酒和杜松子酒才能下咽?；氐秸桂^，我們繼續(xù)喝了一下午杜松子酒。雖然我們花了數(shù)小時討論關(guān)于未來的種種假設(shè)，我還是設(shè)法采集了30多份木乃伊樣品，并帶回瑞典。

在烏普薩拉，為了制作供顯微鏡觀察的樣本，我把標本浸泡在鹽溶液中補充水分，然后將它們置于載玻片上染色，再觀察組織中細胞保存的狀況。為了避免太多人知道我在做什么，我只在周末和深夜開展這項工作。當我透過顯微鏡觀察時，古老組織的模樣讓我沮喪。我?guī)缀鯚o法從肌肉樣本中看到纖維，更不用說任何可能存有DNA的細胞核痕跡了。我?guī)捉^望，直到有一天晚上，我觀察了一個木乃伊外耳軟骨部分的切片。和骨頭中的細胞一樣，軟骨里的細胞生活在致密硬組織的腔隙之中。觀察軟骨時，我看到腔隙內(nèi)似乎有細胞殘骸。興奮之余，我將帶有DNA的部分染色。當我把玻片放于顯微鏡下時，雙手一直在顫抖。軟骨細胞內(nèi)的確殘留有DNA染色的跡象（見圖2.1）。軟骨里面殘存有DNA！

我的精神為之一振，繼續(xù)處理其他所有從柏林帶回的樣品。有幾個樣品看起來頗有希望。特別值得注意的是其中一塊取自一個兒童木乃伊左小腿的皮膚，其上帶有明顯的細胞核。當我給一段帶有DNA的皮膚染色時，細胞核發(fā)光了。由于這種DNA存在于細胞核中，所以它們雖然會隨機出現(xiàn)在生長著細菌或真菌的組織中，卻不可能來自細菌或真菌。這確實證明，該兒童自身的DNA被保存了下來。我拍了很多顯微鏡照片。

圖2.1 取自柏林的埃及木乃伊軟骨組織的顯微圖像。一些腔隙間的細胞殘留物在發(fā)光，這表明很可能殘存著DNA。照片來源：斯萬特·帕博，烏普薩拉大學(xué)。

經(jīng)過細胞核染色，我發(fā)現(xiàn)3具木乃伊樣品中殘存有DNA。那個兒童的樣本保存了最多完好的細胞。但現(xiàn)在另一個疑慮開始侵襲我。我怎樣才能確定這真的是一具古老的木乃伊？有時為了從游客和收藏者那里賺到少數(shù)的錢，騙子們會把新近的尸體偽造成古埃及的木乃伊。這些木乃伊有的后來會被捐贈到博物館。柏林博物館的工作人員無法給我出具任何關(guān)于這個木乃伊的出處記錄，也許是因為相關(guān)記載已經(jīng)慘遭戰(zhàn)火摧毀。只有通過碳測年方法才能確定它的年代。幸運的是，碳測年專家戈蘭·波士蘭德（G?ran Possnert）就在烏普薩拉大學(xué)工作。他利用加速器，通過測量碳同位素的比值來測定微量古代殘骸的年份。我問他測年木乃伊需要花多少錢，我擔(dān)心自己微薄的學(xué)生津貼負擔(dān)不起。他對我表示同情并許諾測年是免費的。他體貼地一筆帶過價格。毫無疑問，真實價格大大超出我的承受范圍。我把一小塊木乃伊交給戈蘭并等待結(jié)果。對我來說，這是科學(xué)研究中最令人沮喪的狀況之一：當你的工作在很大程度上取決于其他人時，除了等待一個可能永遠不會響起的電話，你無能為力。但幾周之后，我終于等到了一直苦苦等待的電話。結(jié)果是個好消息！那就是木乃伊有2400年的歷史。2400年前，差不多是亞歷山大大帝征服埃及時期。我長舒一口氣，出門買了一大盒巧克力寄給戈蘭。然后我開始考慮發(fā)表這一發(fā)現(xiàn)。

在民主德國的時候我已經(jīng)了解到，生活在當時氛圍之下的人很敏感。我還知道，博物館館長和其他接待我的博物館工作人員會對我僅在論文末敷衍地致謝而失望。我想以恰當?shù)姆绞教幚磉@件事情，所以與羅斯季斯拉夫以及史蒂芬·格魯納特（Stephan Grunert）商量。史蒂芬是我在東柏林結(jié)交的年輕但雄心勃勃的民主德國埃及古文物學(xué)者。最后，我決定在民主德國的科學(xué)期刊上發(fā)表首篇關(guān)于木乃伊DNA的文章。我用僅有高中水平的德語，艱難地寫出發(fā)現(xiàn)，并附上木乃伊本身以及DNA染色組織的照片。同時，我還從木乃伊身上提取DNA。這一次，我可以用凝膠證明提取物中含有DNA，并在文中附上該實驗的結(jié)果圖。大部分DNA降解，但有些片段依然有幾千個核苷酸長，與從新鮮血液樣本中提取的DNA差不多長。我寫道，這似乎表明，有些遠古組織的DNA分子或許大到足以供我們研究個體基因。我暢想著，如果能系統(tǒng)地研究古埃及木乃伊的DNA，將來還會迎來什么可能。在論文最后，我滿懷希望地寫下：“未來幾年的工作將昭示這些夢想是否會成真?！蔽覍⑽母寮慕o史蒂芬，他修正了我的德語。1984年，這篇論文發(fā)表在由民主德國科學(xué)院出版的期刊《古代》（Das Altertum）上。但是接下來什么都沒有發(fā)生。沒有一個人寫信給我，更不用說索要復(fù)印本了。縱然我為自己得到的結(jié)果興奮，但其他人似乎并非如此。

我意識到，世界上大部分人并沒有閱讀民主德國出版物的習(xí)慣。之后，我從一個木乃伊男人的頭骨片段中得到了類似的結(jié)果，同年10月，我將以此結(jié)果撰寫好的論文提交給看似很合適的西方期刊—《考古學(xué)雜志》（Journal of Archaeological Science）。但讓我沮喪的是，整個發(fā)表過程出奇的慢，比我在民主德國發(fā)表論文還要慢。但是在民主德國雜志發(fā)表論文時，需要由史蒂芬斧正語言。我覺得，這反映出考古相關(guān)領(lǐng)域的進展如同冰川移動一樣緩慢。最終在1985年年底，《考古學(xué)雜志》刊載了我的論文，那時，論文中的結(jié)果已被其他實驗蓋過。

既然我手頭已有一些木乃伊DNA，下一步工作就很清楚了：我需要在細菌中克隆它。我用酶處理，使DNA的末端與其他DNA結(jié)合，然后與細菌質(zhì)?；旌?，再加入一種酶，使DNA片段連接在一起。如果實驗順利，就會得到木乃伊DNA片段與質(zhì)粒DNA結(jié)合在一起的混合分子。將這些質(zhì)粒導(dǎo)入細菌后，混合分子不僅會在細菌細胞中大量復(fù)制，還會使細菌對我加進培養(yǎng)基中的抗生素產(chǎn)生抗性，因此只有那些含有混合質(zhì)粒的細菌才能生存。在含有抗生素的生長板上培養(yǎng)細菌時，如果實驗成功，就會出現(xiàn)細菌菌落。每個菌落都來自單一的細菌，它們各自攜帶一份特殊的木乃伊DNA。為了檢查實驗，我設(shè)置了對照組，這在任何實驗中都是必需的。我還同時重復(fù)了兩組完全一樣的實驗，只是一組沒有在質(zhì)粒中添加木乃伊DNA，另一組則添加了現(xiàn)代人類DNA。將相應(yīng)的DNA添加入細菌后，我把它們涂抹在含有抗生素的瓊脂平板上，然后放入37℃的恒溫箱中過夜。不出所料，隔天早上我一打開恒溫箱，就感受到帶有培養(yǎng)基味道的潮濕空氣撲面而來。加了現(xiàn)代人類DNA的平板上滿滿覆蓋了數(shù)千個菌落。這表明我的質(zhì)粒已經(jīng)發(fā)揮作用：因為攜帶了質(zhì)粒，所以細菌能存活下來。而沒有在質(zhì)粒中加入外來DNA的實驗，幾乎都沒有長成菌落，這表明我的實驗中沒有未知來源的DNA。加了東柏林木乃伊DNA的那組實驗，長出了數(shù)百個菌落。我欣喜若狂。很顯然我復(fù)制了2400年前的DNA！但是，它是否可能來自寄生在該兒童體內(nèi)的細菌，而非她自身的DNA呢？我怎樣才能證明我在細菌中克隆的DNA至少有一部分來自人類呢？

我需要確定一些DNA序列，表明它是人類DNA，而非細菌的。但如果我只是隨意對克隆進行測序，其中有些可能來自人類基因組（1984年，人類全基因組還未解碼，科學(xué)家當時花了很大力氣才測出了零星序列），有些可能來自某些微生物，而它們的DNA序列幾無人知。因此，我必須挑出一些重要的克隆進行測序，而不是隨意選擇。幫助我解決這個問題的，是一項可以識別哪些克隆中含有與我所想找的序列相似的DNA技術(shù)。這項技術(shù)包括將數(shù)百個菌落中的一些細菌轉(zhuǎn)印到纖維素濾紙上，細菌在纖維素濾紙上破裂，它們的DNA就附著紙上。接著我用放射性物質(zhì)標記DNA片段，即制成一個單鏈“探針”，然后與濾紙上的單鏈DNA互補序列雜交。我選用的DNA片段含有重復(fù)DNA元件（即Alu元件），長約 300個核苷酸。人類基因組中約有 100萬份Alu元件，而猿、猴等生物中都沒有。事實上，這些Alu元件是如此之多，人類基因組的10%以上都由其組成。如果能在克隆中發(fā)現(xiàn)Alu元件，那就可以表明我從木乃伊中提取的DNA至少有一些來自人類。

我在實驗室研究過的基因中，有一個包含Alu元件。我將其與放射性物質(zhì)結(jié)合，然后與濾紙混合在一起。正如期望的那樣，如果含有人類的DNA，這些克隆里就會含有放射性物質(zhì)。我挑了放射性最強的雜交克隆，它包含一個大約由3400個核苷酸組成的DNA片段。在我們研究組的DNA測序?qū)＜疫_恩·拉哈瑪（Dan Larhammar）的幫助下，我測序了一部分克隆，發(fā)現(xiàn)其中確實包含有Alu元件。我很高興。我的克隆中有人類DNA，并且它們可以在細菌中復(fù)制。

1984年11月，當我還在努力地與測序凝膠打交道時，《自然》上發(fā)表了一篇對我來說意義重大的論文。在加州大學(xué)伯克利分校和艾倫·威爾遜（現(xiàn)代人類起源“走出非洲”理論的主要構(gòu)建者，也是當時最著名的生物演化學(xué)家之一）一起工作的羅素·樋口（Russell Higuchi），從一頭100年前的斑驢（一種已經(jīng)滅絕的斑馬亞種，100多年前仍存在于非洲南部）皮膚上成功提取并克隆了DNA。羅素·樋口獲得了2條線粒體DNA片段。他指出，正如預(yù)期的那樣，斑驢與斑馬更為近緣，與馬的關(guān)系更遠。這項工作極大地鼓舞了我。如果艾倫·威爾遜也研究古DNA，如果《自然》認為一篇研究120年前的DNA的論文足夠有趣、值得發(fā)表，那么我做的事情既不瘋狂，也不枯燥。

這是我第一次坐下來寫關(guān)于這項研究的論文，我相信全世界的很多人都會對此感興趣。受艾倫·威爾遜例子的啟發(fā)，我投給《自然》。我描述了針對東柏林木乃伊開展的實驗，還在參考文獻的開頭列上了自己發(fā)表在民主德國雜志上的那篇論文。不過，在把論文寄到《自然》的倫敦辦公室之前，我需要做一些事情。我需要和我的論文導(dǎo)師彼爾·帕特森談?wù)劊岩褜懞貌蕚渫陡宓恼撐慕o他看。帶著些許惶恐，我走進他的辦公室，告訴他我所做的這些事情。我問他是否愿意以導(dǎo)師身份，和我一起成為論文的共同作者。顯然，我想多了。他不僅沒有責(zé)備我濫用科研經(jīng)費和浪費寶貴的時間，似乎還很高興。他答應(yīng)看論文，但拒絕掛名共同作者，原因很明顯，他之前完全沒意識到有這項研究。

幾周后，我收到了《自然》的回信，編輯說，如果我能回復(fù)審稿人的一些小意見，他們之后就可以發(fā)表我的論文。沒過多久，校樣寄來了。那時，我正想著如何接近艾倫·威爾遜（在我看來，他如同神一般的存在），并詢問他，等我博士答辯之后，我是否可以和他一起在伯克利工作。我不知該如何開口，于是便把校樣稿的復(fù)印本寄給了他，沒有附上任何說明。我覺得如果能提前看到未正式發(fā)表的論文，他會很高興。我想以后再寫信給他，詢問是否可以在他的實驗室工作。《自然》的進度很快，甚至設(shè)計了一幅DNA序列巧妙環(huán)繞木乃伊的封面插畫。更為迅速的是，我收到了艾倫·威爾遜的回信。他稱呼我為“帕博教授”——那個時候還沒有互聯(lián)網(wǎng)和谷歌，所以他沒法知曉我是誰?；匦诺钠溆嗖糠指钗殷@奇不已。他問我，是否能在即將到來的休假年到“我”的實驗室訪學(xué)！這真是個美麗的誤會，全因為我什么介紹都沒附。我跟伙伴們開玩笑說，最有名的分子演化學(xué)家艾倫·威爾遜或許會給我洗一年的凝膠板。然后我靜下來給他回信，解釋我不是教授，甚至還不是博士，也沒有可以供他學(xué)術(shù)休假訪問的實驗室。相反，我倒想知道我是否有機會去他伯克利的實驗室做博士后。

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