科学家的好奇心
古DNA是从化石和考古材料中所能获取的生物遗传信息。生物死亡后,因为自身修复功能的停止,以及水解、氧化和微生物作用等降解因素的影响,其组织细胞中能残留下来的DNA总是以微量、高度片段化的小分子形式存在,这无疑大大地增加了其研究的难度。20世纪80年代,还在瑞典乌普萨拉大学医学院攻读博士学位的斯万特·帕博凭着自己对人类演化的浓厚兴趣,开始了对埃及木乃伊古DNA的探索性研究工作,依据当时的实验技术和手段试图从古代材料中获取DNA并加以测序,那真是一件难以想象的事情。但他克服种种困难,成功地从2000多年前埃及木乃伊中得到了线粒体DNA片断并成功地对其进行了克隆和测序,该成果于1985年发表在《自然》杂志上后,引起了学术界对古DNA的关注。斯万特·帕博等少数先驱者的开拓性工作,在20世纪80年代拉开了古DNA研究的序幕。
古DNA研究作为一个富有挑战性的研究领域,其发展历程可谓跌宕起伏。美国化学家穆利斯发明的多聚酶链式反应(PCR)技术以及第一台商业化的PCR仪于1987年的面世,使扩增古代材料中微量的DNA变为可能,从而在全球范围内掀起了古DNA研究的热潮。20世纪80年代末到90年代初,世界上许多大学和研究机构纷纷建立古DNA实验室,并开始了从不同动植物及古人类材料中获取古DNA的探索研究,发表了很多成果,曾经一度忽视了古DNA的保存年限问题,有一种追求材料年代越古老、研究结果越新奇的趋势。随后,人们发现高灵敏的PCR技术不仅能够扩增古代生物的微量DNA,同时也可以扩增非古代生物的外源DNA,很多已发表的成果难以得到重复性实验的验证,古DNA研究在20世纪90年代中期到21世纪初曾经历了饱受实验污染困扰的低谷期,很多古DNA实验室关门,一些古DNA研究者转行到其他领域。21世纪初的第二代测序技术的发展,使得短时间内古DNA的获取数量大大增加,并且较好地解决了对外源DNA污染的识别问题,古基因组研究成为现实。目前古DNA研究在生物的分子系统演化、分子种群遗传学与谱系地理学、分子演化速率、人类的起源和演化、动植物的家养驯化过程等方面发挥着越来越重要的作用。毫无疑问,古DNA领域的发展一方面离不开以测序手段为主的实验技术的改进,其中斯万特·帕博等古DNA研究者对测序技术的改进起到了很重要的促进作用;另外一方面,也离不开以斯万特·帕博为代表的一批古DNA领域专家在困难时期的坚守、并不断改进和完善古DNA实验分析体系。
斯万特·帕博所著的《尼安德特人》一书,以尼安德特人古DNA及古人类基因组研究过程为主线,采用讲故事的方式生动地叙述了他从事古DNA研究30多年里所经历的探索未知的乐趣、采集样品和实验过程的艰辛、遭受失败和挫折时的沮丧、获得成功后的喜悦。作者用逻辑清晰、深入浅出而又不失幽默诙谐的叙述方式,带着读者身临其境地体验了古DNA作为新兴研究领域的萌芽、发展及壮大历程。一些原本非常专业的概念和细节,在其笔下变得通俗易懂,妙趣横生,且令人深思。那些可以载入古DNA发展史册的瞬间,在帕博举重若轻的描述中,让人尤感科研工作因严谨、压力而衍生的魅力。作者与家人、团队成员、合作者、竞争者之间那些有趣的故事,行云流水般穿插在其对科研工作的阐述中,更是让人体会到帕博作为杰出的科学家在工作和生活中对新事物的好奇心以及其对人性的敏锐洞察力。尤其值得提出的是,阅读本中译本时,未曾因不同的语言习惯和表达方式而感到别扭,由此体现出译者在语言文字上的深厚功底及扎实精准的专业能力。
我于20世纪90年代末开始涉足古DNA研究领域,见证了古DNA的发展过程,也有幸结识了古DNA研究领域中的一些专家,其中包括斯万特·帕博培养的学生。在同行心目中,斯万特·帕博教授是一位个性强、率直的科学家,他不仅是古DNA研究的开拓者,也是该领域的一面旗帜。他所著的《尼安德特人》对于古DNA和分子演化生物学研究者是一部很好的参考读物,对于广大科研工作者和立志从事科学研究的青年学子也有重要的启示意义。
中国地质大学(武汉)副校长 赖旭龙
2018年3月21日