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古DNA实验室开疆辟野

2019年9月23日  来源:人类起源的故事 作者:大卫·赖克 提供人:wojiao67......

古DNA革命一日千里。这项技术发展非常之快,现在发表的许多论文中使用的方法在几年内就会过时。古DNA方面的专家也与日俱增,例如,在我自己实验室的毕业生里,已经有三个人建立了自己的古DNA实验室。专业化分工是一个主要趋势。古DNA研究的先驱们曾花费了大量的时间在世界各地出差,与考古学家和政府官员交涉,再带回来各式难得的遗骸,然后在自己的分子生物学实验室中对这些遗骸进行分析。出差前往各种异国他乡、像淘金一样寻找重要的遗骸就是他们进行科学研究的核心方式。在古DNA的第二代研究者中,也有些人采用了这种模式。但是其他人,包括我自己在内,就不再这么频繁出差了。相反,我们花费了大部分的时间来发展、改进实验室技术或统计分析的专业方法,并通过与考古学家、人类学家们日益平等的伙伴关系来获得想要研究的样本。

古DNA实验室也将变得更加专业化。现在,致力于古DNA研究的我们,有幸对来自不同地方、不同时代的人群进行研究。我们就像罗伯特·胡克(RobertHooke)在他的著作《显微术》(Micrographia)中描述的那样,使用显微镜来记录各种微小而神奇的物体。或者说,我们就像18世纪末的探险家,航行到世界的每一个角落。但是,无论研究什么课题,我们充其量只能获得历史学、考古学和语言学方面的一些肤浅认识。随着这些知识的积累,我们就必须对每个地区以及它的具体问题有更加深入的了解,才有可能取得下一步的进展。在接下来的20年里,我希望古DNA专家能够被聘用到每一个人类学、考古学,甚至是历史学和生物学的院系里去。这些职位上的古DNA专家们将专注于特定的领域,例如东南亚、中国东北地区等,他们的研究将不会像我今天干的一样,蜻蜓点水般从中国飞到美国、从美国飞到欧洲,又从欧洲飞到非洲。

古DNA研究领域在建立对外提供服务的实验室时,也会走向专业化、甚至是职业化的道路,类似于现在提供放射性碳定年服务的实验室。这样的古DNA服务实验室将筛选样本,生成全基因组数据,并提供易于解读的、与目前商业化的个人血统测试公司提供的结果相类似的报告。这些报告将确定物种、性别和亲缘关系,并梳理好新分析的个体与已经发布过数据的个体之间的关系。研究者只需提交样本,然后就可以得到样本的电子化数据。研究者可以根据自己的需要使用这些数据。整个过程的花费不会超过放射性碳定年服务的两倍。

此类服务性实验室将如雨后春笋一般冒出来,但是分析数据、研究人群历史的研究员永远不会被完全取代。如果考古学家们希望利用这种技术来解决任何有争议的问题,那么他们总归需要和基因组学的专家展开合作,特别是在利用DNA来解读古代人群的时候。从古DNA中获取性别、物种、血缘关系和血统异常个体等方面的信息,终归会变成一种常规流程。但是,要想利用古DNA解决更深层次的科学问题,例如人群如何融合、如何迁徙,以及自然选择在历史上如何发挥作用,永远不可能通过一份标准化的报告来达到目的。

我觉得,古DNA实验室的未来有一个令人神往之处,这也是从各处的放射性碳定年实验室中涌现出来的一种模式。例如,牛津大学放射性碳加速器部门有偿地处理大量的样品,并用这些收入来支撑一个规模化运作的工厂,该工厂得以更便宜、更高效、更优质地常规化生产考古物品的年代数据。如果该工厂的科学家们都只顾自己的研究,那么这种规模化的效益是不可能出现的。但随后,它的科学家们又反过来利用了这座放射性碳定年的巨无霸工厂,从事一些前沿的科学研究,例如托马斯·海厄姆(ThomasHigham)领导的研究,厘清了欧洲尼安德特人灭绝的考古学记录,证明他们在与现代人相遇后的短短几千年内就在欧洲各地销声匿迹了。21

这也是我在麻省理工学院做博士后训练时所学到的一种模式,当时我为“人类基因组计划”中执行暴力测序的6个测序中心之一工作。这个测序中心与美国国家卫生研究院签订大型数据生产合同,由后者提供资金。该中心的领导人、也是我的上司埃里克·兰德(EricLander),就考虑到了这样一个便利:他可以利用他的测序中心来解决自己感兴趣的科学问题。我的模式也是如出一辙:建造一个工厂,然后利用它来回答关于人类历史的深层次问题。

人类起源 / 考古学 / 古DNA

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