1856年,達爾文頒發《物種發源》的三年前,人們在德國的尼安德河谷發現了一個頭蓋骨和一些骨頭;幾年后,這些遺骸被判定為屬于一種已經滅盡的前人類——尼安德特人;1997年,斯萬特·帕博團隊獲得了尼安德特人的線粒體DNA序列;2010年,他頒發了第一個尼安德特基因組草圖,第一次直接比力了尼安德特人基因組與現今人類的基因組。由此,我們才可以起頭摸索我們為什么當作為人類,什么使我們當作為人。
《尼安德特人》一書是古遺傳學范疇開創者斯萬特·帕博對古DNA范疇從鼓起到日趨當作熟的第一手行業記實。書中交叉著一位一線科研工作者樸拙面臨猜疑、掉敗、質疑、當作功與更多未知的出色履歷。中科院古脊椎動物與前人類研究所古DNA嘗試室本家兒任付巧妹為本書作序。她曾是斯萬特·帕博的博士生,介入過尼安德特人基因組項目,在序言中,她這樣寫道:“閱讀本書,我重溫了那時良多研究的酸甜苦辣。我相信本書對于幫忙讀者理解科學摸索的過程,有著很是主要的感化。”
我一起頭并沒有研究尼安德特人,而是研究古埃及木乃伊。在我13歲的時辰,媽媽帶我去了埃及,自此我就迷上了那邊的古老汗青。可是當我在烏普薩拉大學起頭當真進行這項研究時,我越來越清楚地意識到,我所沉淪的法老、金字塔、木乃伊只是青少年期間的浪漫胡想罷了。我做了功課、記住了象形文字和汗青事實,甚至曾持續兩個炎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次。我或許會當作為瑞典的一位埃及古文物學者,并在統一家博物館工作。可是我發現,統一小我第二個炎天所做的工作與第一個炎天幾乎一樣。此外,他們在統一時候去統一家餐館吃同樣的飯菜,會商同樣的古埃及之謎和學術八卦。事實上,我起頭意識到,對我而言,埃及古文物學這個范疇成長太慢。這不是我想要的那種職業糊口。我想履歷更多的興奮,想要與我所看到的四周宿世界有更多的聯系關系。
這種醒覺使我陷入了林林總總的危機。我父親曾是一名大夫,后來當作了生物化學家。受其開導,我決議學醫,而后再從事根本研究。所以我進了烏普薩拉大學的醫學院,幾年后驚奇地發現本身很是喜好問診病人。大夫似乎是為數不多的不僅可以碰到林林總總的人,還可對其糊口闡揚積極感化的職業。而與人們交流、成立關系的能力是我沒想到本身會具備的才能。顛末四年的醫學研究,我又面對一個小小的危機:應該當作為一名大夫,仍是轉行到原本籌算從事的根本研究呢?我選擇了后者,并認為拿到博士學位后還可以(最有可能)回到病院。我插手了彼爾·帕特森(Per Pettersson)的嘗試室,他是那時烏普薩拉最炙手可熱的科學家之一。不久之前,他的研究小組初次克隆了一類主要的移植抗原的基因序列。這些卵白分子位于免疫細胞概況,并介導對病毒和細菌卵白的識別。帕特森不僅提出了與臨床實踐相關的令人興奮的生物學看法,并且他的嘗試室仍是烏普薩拉少數幾個已把握經由過程引入細菌把持DNA克隆這一新方式的嘗試室之一。
帕特森邀請我插手研究腺病毒編碼卵白的團隊。腺病毒是一種會引起腹瀉、近似傷風等其他擾人癥狀的病毒。人們認為這種病毒卵白與細胞內的移植抗原相連系,是以一旦被輸送到細胞概況,它就會被免疫系統細胞識別,然后激活免疫系統,殺死體內其他受傳染的細胞。在接下來的三年里,我和其他人一路研究這種卵白質,并起頭意識到我們對這種卵白質的觀點是完全錯誤的。我們發現,病毒卵白并非是免疫系統進犯的不利方針,相反,病毒卵白可以或許尋找到細胞內部的移植抗原、與它們連系,并阻止它們被運輸到細胞概況。因為受傳染的細胞概況沒有移植抗原,所以免疫系統無法識別它是否受到傳染。可以這么說,這種卵白質保護了腺病毒。事實上,它使得細胞內的腺病毒可以存活半斤八兩長一段時候,甚至可能活得與傳染者一樣久。這種病毒可以以此體例屏障宿本家兒的免疫系統,這實在是一項不測的發現。最后,我們以多篇備受矚目標論文把工作當作果頒發在頂級期刊上。現實上,后來諸多研究發現,其他病毒也利用近似的機制逃避免疫系統的進犯。
這是我第一次體驗到從事尖端科學研究的滋味,很是沉迷。這也是我第一次(但不是最后一次)看到,科學的前進往往是一個疾苦的過程:熟悉到本身和同齡人的設法是錯誤的,而說服你最親密的伙伴以及全宿世界的大部門人好好考慮新的設法甚至需要更長的時候。
但不知何以,雖處在對生物學的興奮之中,我仍無法完全解脫對古埃及的沉淪。只要有時候,我就去埃及學研究所聽課。我一向選修科普特語課,這是一種古埃及法老所說的說話。我同羅斯季斯拉夫·霍爾特爾( Rostislav Holthoer)當作為伴侶。他是一名歡愉的芬蘭埃及古物學者,在社會、政治和文化方面擁有壯大的人脈。 20宿世紀70年月末和80年月初,我經常在羅斯季斯拉夫的烏普薩拉家中享用晚餐,渡過漫漫長夜。我經常埋怨,固然我熱愛埃及古文物學,但很難看到將來。我也喜好分子生物學,它可以不竭晉升人類的福祉。我得在兩條同樣誘人的職業道路之間做出抉擇—這太疾苦難解。當然這看起來并不值得同情,因為這個年青人固然不知道若何做決議,但面臨的兩個選擇都堪稱絕佳。
但羅斯季斯拉夫對我很有耐煩,他一向在傾聽。我詮釋科學家們此刻若何能從任何生物中提取DNA(可所以真菌、病毒、植物、動物某人),然后將其插入質粒(一種來自細菌病毒的DNA載體分子),并將質粒引入細菌,與細菌宿本家兒一路復制出當作百上千份外來DNA。我還詮釋了若何確定外源基因的四個核苷酸序列,若何發現兩個個別或兩個物種DNA序列之間的差別。兩個序列越相似(即兩者之間的差別越少),兩者之間的關系就越緊密親密。事實上,透過共有突變的數目,我們不僅可以揣度,在數千年和數百萬年間,特心猿意馬的序列若何從配合祖先的DNA序列演變而來,還可揣度出這些祖先DNA序列存在的大致年代。例如,在1981年的一項研究中,英國分子生物學家亞歷克·杰弗里斯(Alec Jeffreys)別離闡發了一小我類和猿類血液中的血紅素卵白基因的DNA序列,并揣度出該基因何時起頭在人類和猿類中自力演化。我詮釋說,此方式可能很快就會應用于很多基因上,任何物種的很多個別都有這些基因。這樣,科學家就能確定曩昔分歧物種之間的親緣關系,以及它們何時起頭各自的演化,這種方式比形態學或化石研究更靠得住。
當我標的目的羅斯季斯拉夫詮釋這一切時,一個問題逐漸浮此刻我的腦海中:此方式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?這種方式可否用于測序那些埃及木乃伊的DNA呢?DNA分子可否在木乃伊中留存下來呢?它們也能插入質粒并在細菌中復制嗎?我們是否有可能經由過程研究古DNA序列,從而說明古埃及人彼此之間以及與現今人類之間是否聯系關系呢?若是可以做到,那么我們便可以回覆埃及學研究中常規方式所無法回覆的問題。例如,今天的埃及人與糊口在大約5000年至2000年前法老統治期間的埃及人有何干聯?是否因為政治和文化的重大轉變造當作了埃及的大量生齒被更替,例如公元前4宿世紀亞歷山大大帝的交戰和7宿世紀阿拉伯人的入侵?或者這些軍事和政治事務只是讓本地居平易近采用了新的說話、新的宗教以及新的糊口體例?總體而言,現在棲身在埃及的那些人和曾經建造金字塔的人是否一樣?或是他們的祖先與侵略者稠濁在一路,所以此刻的埃及人和古代埃及人完全分歧?諸如斯類的問題令人沖動不已。當然其他人應該也想到了。
我到大學藏書樓查閱了相關的期刊和冊本,但沒有發現任何干于從古代材猜中獲取DNA的陳述。似乎從沒有人試圖獲取古代的DNA;或者若是有,他們沒有當作功,因為若是當作功了,他們必定會發布他們的發現。我與帕特森嘗試室中比力有經驗的研究生和博士后會商此事。他們說,鑒于DNA的敏感性,為何你認為它能保留幾千年呢?我們的談話令人沮喪,但我沒有拋卻但愿。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卵白——卵白仍能被抗體檢測到。我還發現,有研究聲稱已在顯微鏡下發現了古埃及木乃伊的細胞輪廓。所以簡直有些工具保留了下來。我決議開展嘗試。
第一個問題是DNA可否在身后的組織中持久存活。我猜測,若是組織變得干燥,如古埃及尸身防腐人員建造的木乃伊那樣,那么 DNA或許可以持久保留杰出,因為降解 DNA的酶需要水來激活。這是我需要測試的第一件工作。1981年炎天,嘗試室里沒有太多人,我去超市買了一塊小牛肝。我把商鋪的收條黏在一個極新的嘗試筆記本的首頁,我要用它記實這些嘗試。我給這本筆記本貼上本身的名字標簽,不為此外,只是因為我想盡可能地讓我的嘗試處于保密狀況。若是帕特森認為這些嘗試并不需要,還發現我為此分心,他或許會禁止我做這些嘗試。究竟結果免疫系統的分子機制研究競爭激烈,我該好好全身心投入此中。無論若何,我都但愿一切保密,以免掉敗后遭到同事們的奚落。
為了仿照古埃及木乃伊,我決議將牛肝封存在嘗試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即是我的奧秘項目將公之于眾。第二天,怪味招致了很多閑言碎語,我不得不在大師發現并處置失落牛肝之前公開我的項目。所幸跟著脫水過程的進行,氣息不再濃烈,于是也就沒有腐臭的氣息或埋怨的話傳到傳授那邊。
幾天之后,肝臟就變得堅硬、干燥,并釀成黑褐色,就像埃及木乃伊一樣。我起頭從中提取DNA,大獲當作功。我獲得的DNA是只有幾百個核苷酸的短片段,不像從新穎組織中提取的DNA那樣稀有千個核苷酸,不外依舊足夠用于嘗試。我的設法獲得了證實。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。可是,幾千年呢?很較著,下一步即是在埃及木乃伊中測驗考試同樣的方式。此時我跟羅斯季斯拉夫的友情派上了用場。
羅斯季斯拉夫早知道我在埃及學和分子生物學上的憂?,也樂于撐持我測驗考試把埃及學帶進分子時代。他是一家小型大學博物館的館長,博物館中保藏了一些木乃伊。他贊成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。但若是木乃伊已經被撕開,而且其肢體已經斷裂,羅斯季斯拉夫許可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利用。當我把手術刀放到一個曾存活于3000年前的人的皮膚和肌肉上時,我發現它的組織質地與我烤箱中的小牛肝紛歧樣。小牛肝質地堅硬,易于切割。但木乃伊很脆,切割的時辰其組織易碎當作棕色粉末。我用提取肝臟的不異流程來提取木乃伊。木乃伊提取物分歧于肝臟提取物,前者與木乃伊一樣是棕色的,后者則清亮如水。我經由過程外加電場,使木乃伊提取物在凝膠中遷徙以獲取DNA,并用染料染色。若是染料與DNA連系了,那么便會在紫外燈下發出粉紅色熒光。不外成果是除了棕色的工具,我什么也沒看到。事實上,紫外燈光下簡直有熒光,可是呈現藍色而非粉紅色,所以不是我們所預期的DNA。我在其他兩個木乃伊樣品上反復這個過程。同樣,沒有DNA。所有我等候含有DNA的提取物,最后都發現只是不明的棕色物質。我的嘗試室同事似乎是對的:即使在細胞內,懦弱的DNA分子也需要被不竭地修復才能連結不被分化。它們怎么可能殘存數千年?
我把奧秘的嘗試筆記本放在書桌抽屜的底部,從頭歸去研究經由過程小卵白伶俐地棍騙免疫系統的病毒,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?也許那些棕色的工具現實上就是DNA,只是履歷了某種化學點竄,以至于它們看起來是棕色,并在紫外燈下發出著藍色熒光。也許等候每個木乃伊中均殘存DNA過于無邪。也許需要闡發很多木乃伊才能找到一個足夠好的樣本。找到謎底的獨一法子是說服博物館館長們犧牲很多塊木乃伊,也許會徒勞無功,但仍是要懷著迷茫的但愿,等候能從此中一塊中找尋到古DNA。我也不知若何才能獲得他們的撐持。我似乎需要一個快速、低損的方式來闡發良多木乃伊。我的醫學教育布景給了我一條線索。例如,用活檢針從可疑的腫瘤中掏出很小的組織塊,將其固心猿意馬和染色,然后在顯微鏡下不雅察。此中可識此外細節一般很較著,受過練習的病理學家既可從中區分腸道黏膜、前列腺或乳腺中的正常細胞,又可以發現起頭改變的細胞,從而檢測出早期腫瘤。此外,研究人員可以在顯微鏡玻片中利用特心猿意馬的DNA染料,查驗是否存在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染色和顯微鏡不雅察。顯然,想要獲得大量木乃伊,必需從最大的博物館著手。但一個來自瑞典的過于亢奮的學生,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思疑。
羅斯季斯拉夫仍是很同情我。他告訴我,有一個保藏了大量木乃伊的大博物館,可能愿意合作。那就是柏林國度博物館群(Staatliche Museen zu Berlin)。這個綜合性博物館群位于那時德意志平易近本家兒共和國的首都柏林(東柏林)。羅斯季斯拉夫曾在那邊花了好幾周時候研究古埃及陶器保藏。他作為一名瑞典傳授獲得了在博物館工作的許可。不外,他能和該館群的幾個館員當作為親密伴侶,本家兒要有賴于他深切成長跨國界友情的能力。1983年炎天,我坐上去往瑞典南部渡口的火車,第二天早上抵達平易近本家兒德國。
我在柏林待了兩個禮拜。天天早上,我都要經由過程數道查抄關卡才能進入國度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間施普雷河中的一個島上。二戰曩昔已快要40年了,但博物館仍清楚地保留了戰爭的陳跡。我看到窗戶四周的墻面上有彈孔,那是蘇聯戎行攻下柏林之時用機槍掃射所留下的。第一天,他們帶我去參不雅戰前的古埃及文物展,并給了我一頂建筑工人用的平安帽。我很快就大白這是為了什么。展覽館的屋頂有炮擊和炸彈所留下的龐大孔洞。鳥兒飛進飛出,有的甚至在法老的石棺里筑巢。一切懦弱的文物材料,現在已被明智地存儲在別處。
在接下來的幾天里,本家兒管埃及文物的館員帶我參不雅了所有木乃伊。午餐前幾小時,我在他那盡是塵埃的破舊辦公室,從已裂開且破損的木乃伊上切下了幾小塊組織。午餐頗費一番功夫,因為需要經由過程所有平安查抄才能達到河對岸的一家餐館。那邊的食物很油膩,需要就著大量啤酒和杜松子酒才能下咽。回到展館,我們繼續喝了一下戰書杜松子酒。固然我們花了數小時會商關于將來的各種假設,我仍是設法采集了30多份木乃伊樣品,并帶回瑞典。
在烏普薩拉,為了建造供顯微鏡不雅察的樣本,我把標本浸泡在鹽溶液中彌補水分,然后將它們置于載玻片上染色,再不雅察組織中細胞保留的狀況。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。當我透過顯微鏡不雅察時,古老組織的模樣讓我沮喪。我幾乎無法從肌肉樣本中看到纖維,更不消說任何可能存有DNA的細胞核陳跡了。我幾近絕望,直到有一天晚上,我不雅察了一個木乃伊外耳軟骨部門的切片。和骨頭中的細胞一樣,軟骨里的細胞糊口在致密硬組織的腔隙之中。不雅察軟骨時,我看到腔隙內似乎有細胞殘骸。興奮之余,我將帶有DNA的部門染色。當我把玻片放于顯微鏡下時,雙手一向在哆嗦。軟骨細胞內簡直殘留有DNA染色的跡象(見圖2.1)。軟骨里面殘存有DNA!
我的精力為之一振,繼續處置其他所有從柏林帶回的樣品。有幾個樣品看起來頗有但愿。出格值得注重的是此中一塊取自一個兒童木乃伊左小腿的皮膚,其上帶有較著的細胞核。當我給一段帶有DNA的皮膚染色時,細胞核發光了。因為這種DNA存在于細胞核中,所以它們固然會隨機呈現在發展著細菌或真菌的組織中,卻不成能來自細菌或真菌。這確實證實,該兒童自身的DNA被保留了下來。我拍了良多顯微鏡照片。
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光,這表白很可能殘存著DNA。照片來歷:斯萬特·帕博,烏普薩拉大學。
顛末細胞核染色,我發現3具木乃伊樣品中殘存有DNA。那個兒童的樣本保留了最多無缺的細胞。但此刻另一個疑慮起頭侵襲我。我如何才能確定這真的是一具古老的木乃伊?有時為了從旅客和保藏者那邊賺到少數的錢,騙子們會把新近的尸身偽造當作古埃及的木乃伊。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干于這個木乃伊的出處記實,也許是因為相關記錄已經慘遭戰火摧毀。只有經由過程碳測年方式才能確定它的年月。幸運的是,碳測年專家戈蘭·波士蘭德(G?ran Possnert)就在烏普薩拉大學工作。他操縱加快器,經由過程測量碳同位素的比值來測心猿意馬微量古代殘骸的年份。我問他測年木乃伊需要花幾多錢,我擔憂本身菲薄單薄的學生津貼承擔不起。他對我暗示同情并允諾測年是免費的。他關心地一筆帶過價錢。毫無疑問,真實價錢大大超出我的承受規模。我把一小塊木乃伊交給戈蘭并期待成果。對我來說,這是科學研究中最令人沮喪的狀況之一:當你的工作在很大水平上取決于其他人時,除了期待一個可能永遠不會響起的德律風,你力所不及。但幾周之后,我終于比及了一向苦苦期待的德律風。成果是個好動靜!那就是木乃伊有2400年的汗青。 2400年前,差不多是亞歷山大大帝征服埃實時期。我長舒一口吻,出門買了一大盒巧克力寄給戈蘭。然后我起頭考慮頒發這一發現。
在平易近本家兒德國的時辰我已經領會到,糊口在那時空氣之下的人很敏感。我還知道,博物館館長和其他歡迎我的博物館工作人員會對我僅在論文末對付地稱謝而掉望。我想以得當的體例處置這件工作,所以與羅斯季斯拉夫以及史蒂芬·格魯納特(Stephan Grunert)籌議。史蒂芬是我在東柏林交友的年青但大志勃勃的平易近本家兒德國埃及古文物學者。最后,我決議在平易近本家兒德國的科學期刊上頒發首篇關于木乃伊DNA的文章。我用僅有高中程度的德語,艱難地寫出發現,并附上木乃伊自己以及DNA染色組織的照片。同時,我還從木乃伊身上提取DNA。這一次,我可以用凝膠證實提取物中含有DNA,并在文中附上該嘗試的成果圖。大部門DNA降解,但有些片段依然有幾千個核苷酸長,與從新穎血液樣本中提取的DNA差不多長。我寫道,這似乎表白,有些遠古組織的DNA分子或許大到足以供我們研究個別基因。我暢想著,若是能系統地研究古埃及木乃伊的DNA,未來還會迎來什么可能。在論文最后,我滿懷但愿地寫下:“將來幾年的工作將明示這些胡想是否會當作真。”我將文稿寄給史蒂芬,他批改了我的德語。1984年,這篇論文頒發在由平易近本家兒德國科學院出書的期刊《古代》(Das Altertum)上。可是接下來什么都沒有發生。沒有一小我寫信給我,更不消說索要復印本了。即使我為本身獲得的成果興奮,但其他人似乎并非如斯。
我意識到,宿世界上大部門人并沒有閱讀平易近本家兒德國出書物的習慣。之后,我從一個木乃伊漢子的頭骨片段中獲得了近似的成果,同年10月,我將以此成果撰寫好的論文提交給看似很合適的西方期刊—《考古學雜志》(Journal of Archaeological Science)。但讓我沮喪的是,整個頒發過程出奇的慢,比我在平易近本家兒德國頒發論文還要慢。可是在平易近本家兒德國雜志頒發論文時,需要由史蒂芬賜正說話。我感覺,這反映出考古相關范疇的進展如同冰川移動一樣遲緩。最終在1985年年末,《考古學雜志》刊載了我的論文,那時,論文中的成果已被其他嘗試蓋過。
既然我手頭已有一些木乃伊DNA,下一步工作就很清晰了:我需要在細菌中克隆它。我用酶處置,使DNA的結尾與其他DNA連系,然后與細菌質粒夾雜,再插手一種酶,使DNA片段毗連在一路。若是嘗試順遂,就會獲得木乃伊DNA片段與質粒DNA連系在一路的夾雜分子。將這些質粒導入細菌后,夾雜分子不僅會在細菌細胞中大量復制,還會使細菌對我加進培育基中的抗生素發生抗性,是以只有那些含有夾雜質粒的細菌才能保存。在含有抗生素的發展板上培育細菌時,若是嘗試當作功,就會呈現細菌菌落。每個菌落都來自單一的細菌,它們各自攜帶一份特別的木乃伊DNA。為了查抄嘗試,我設置了對照組,這在任何嘗試中都是必需的。我還同時反復了兩組完全一樣的嘗試,只是一組沒有在質粒中添加木乃伊DNA,另一組則添加了現代人類DNA。將響應的DNA添插手細菌后,我把它們涂抹在含有抗生素的瓊脂平板上,然后放入37℃的恒溫箱中留宿。不出所料,隔天早上我一打開恒溫箱,就感觸感染到帶有培育基味道的潮濕空氣劈面而來。加了現代人類DNA的平板上滿滿籠蓋了數千個菌落。這表白我的質粒已經闡揚感化:因為攜帶了質粒,所以細菌能存活下來。而沒有在質粒中插手外來DNA的嘗試,幾乎都沒有長當作菌落,這表白我的嘗試中沒有未知來歷的DNA。加了東柏林木乃伊DNA的那組嘗試,長出了數百個菌落。我欣喜若狂。很顯然我復制了2400年前的DNA!可是,它是否可能來自寄生在該兒童體內的細菌,而非她自身的DNA呢?我如何才能證實我在細菌中克隆的DNA至少有一部門來自人類呢?
我需要確定一些DNA序列,表白它是人類DNA,而非細菌的。但若是我只是隨意對克隆進行測序,此中有些可能來自人類基因組(1984年,人類全基因組還未解碼,科學家那時花了很鼎力氣才測出了零散序列),有些可能來自某些微生物,而它們的DNA序列幾無人知。是以,我必需挑出一些主要的克隆進行測序,而不是隨意選擇。幫忙我解決這個問題的,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手藝。這項手藝包羅將數百個菌落中的一些細菌轉印到纖維素濾紙上,細菌在纖維素濾紙上分裂,它們的DNA就附著紙上。接著我用放射性物質標識表記標幟DNA片段,即制當作一個單鏈“探針”,然后與濾紙上的單鏈DNA互補序列雜交。我選用的DNA片段含有反復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元件是如斯之多,人類基因組的10%以上都由其構成。若是能在克隆中發現Alu元件,那就可以表白我從木乃伊中提取的DNA至少有一些來自人類。
我在嘗試室研究過的基因中,有一個包含Alu元件。我將其與放射性物質連系,然后與濾紙夾雜在一路。正如期望的那樣,若是含有人類的DNA,這些克隆里就會含有放射性物質。我挑了放射性最強的雜交克隆,它包含一個大約由3400個核苷酸構成的DNA片段。在我們研究組的DNA測序專家達恩·拉哈瑪(Dan Larhammar)的幫忙下,我測序了一部門克隆,發現此中確實包含有Alu元件。我很歡快。我的克隆中有人類DNA,而且它們可以在細菌中復制。
1984年11月,當我還在盡力地與測序凝膠打交道時,《天然》上頒發了一篇對我來說意義重大的論文。在加州大學伯克利分校和艾倫·威爾遜(現代人類發源“走出非洲”理論的本家兒要構建者,也是那時最聞名的生物演化學家之一)一路工作的羅素·樋口(Russell Higuchi),從一頭100年前的斑驢(一種已經滅盡的斑馬亞種,100多年前仍存在于非洲南部)皮膚上當作功提取并克隆了DNA。羅素·樋口獲得了2條線粒體DNA片段。他指出,正如預期的那樣,斑驢與斑馬更為近緣,與馬的關系更遠。這項工作極大地鼓舞了我。若是艾倫·威爾遜也研究古DNA,若是《天然》認為一篇研究120年前的DNA的論文足夠有趣、值得頒發,那么我做的工作既不瘋狂,也不死板。
這是我第一次坐下來寫關于這項研究的論文,我相信全宿世界的良多人城市對此感樂趣。受艾倫·威爾遜例子的開導,我投給《天然》。我描述了針對東柏林木乃伊開展的嘗試,還在參考文獻的開首列上了本身頒發在平易近本家兒德國雜志上的那篇論文。不外,在把論文寄到《天然》的倫敦辦公室之前,我需要做一些工作。我需要和我的論文導師彼爾·帕特森談談,并把已寫好并籌辦投稿的論文給他看。帶著些許驚慌,我走進他的辦公室,告訴他我所做的這些工作。我問他是否愿意以導師身份,和我一路當作為論文的配合作者。顯然,我想多了。他不僅沒有求全我濫用科研經費和華侈貴重的時候,似乎還很歡快。他承諾看論文,但拒絕掛名配合作者,原因很較著,他之前完全沒意識到有這項研究。
幾周后,我收到了《天然》的回信,編纂說,若是我能答復審稿人的一些小定見,他們之后就可以頒發我的論文。沒過多久,校樣寄來了。那時,我正想著若何接近艾倫·威爾遜(在我看來,他如同神一般的存在),并扣問他,等我博士答辯之后,我是否可以和他一路在伯克利工作。我不知該若何啟齒,于是便把校樣稿的復印本寄給了他,沒有附上任何申明。我感覺若是能提前看到未正式頒發的論文,他會很歡快。我想今后再寫信給他,扣問是否可以在他的嘗試室工作。《天然》的進度很快,甚至設計了一幅DNA序列巧妙環抱木乃伊的封面插畫。更為敏捷的是,我收到了艾倫·威爾遜的回信。他稱號我為“帕博傳授”——那個時辰還沒有互聯網和谷歌,所以他沒法知曉我是誰。回信的其余部門更令我詫異不已。他問我,是否能期近將到來的休假年到“我”的嘗試室訪學!這真是個斑斕的誤會,全因為我什么介紹都沒附。我跟伙伴們惡作劇說,最有名的分子演化學家艾倫·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,詮釋我不是傳授,甚至還不是博士,也沒有可以供他學術休假拜候的嘗試室。相反,我倒想知道我是否有機遇去他伯克利的嘗試室做博士后。
今天登載的章節內容是斯萬特·帕博早期測驗考試在木乃伊上提取DNA的履歷。
作者 | 斯萬特·帕博(Svante Pbo)
譯者 | 夏志
審校 | 楊煥明
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