細(xì)胞里的古人類

趙言昌

10月3日，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)將2022年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予瑞典遺傳學(xué)家斯萬特·帕博，以表彰他在已滅絕的古人類基因組和人類進(jìn)化研究方面的貢獻(xiàn)。斯萬特·帕博是如何從細(xì)胞中提取到古人類的基因組的呢？小璐對(duì)此一直念念不忘，有空就跑到圖書館查看相關(guān)圖書。

這一日，她看著看著，不禁感到有些疲憊，便決定睡一會(huì)兒。再睜開眼時(shí)，她已經(jīng)到了博物館門外，一只戴著講解器的恐龍徐徐向她招手……

追隨興趣

“您好，我是恐龍先生。

我很久以前見過帕博喲！”

“真的？！”

“那是……54年前，帕博13歲的時(shí)候，跟著媽媽去了一趟埃及，游覽了金字塔。他像所有游客一樣，對(duì)木乃伊和法老的寶藏感到驚奇……”

“后來呢？”

“很多人會(huì)忘記自己的夢(mèng)想，可帕博先生卻因?yàn)檫@段經(jīng)歷，找到了自己的興趣。不過，他的興趣比一般人多……”

“這個(gè)我知道，”小璐說，“他大學(xué)選了醫(yī)學(xué)，后來又研究病毒。”

“沒錯(cuò)，所以他一度很苦惱，等畢業(yè)了，到底干什么。直到有一天，他意識(shí)到自己的幾個(gè)興趣完全可以結(jié)合起來……”

恐龍先生停下腳步，小璐順著他的目光看去。前面的展臺(tái)上，站著兩只大鳥。

“你說，這兩只恐鳥，哪只是母親，哪只是孩子？”

小璐仔細(xì)看了半天，一會(huì)兒覺得左邊這只更大一些，一會(huì)兒又覺得右邊那只的表情更慈愛。

“像這樣的問題，只看外在，很難搞清楚。于是，帕博先生決定利用醫(yī)學(xué)、生物學(xué)的知識(shí)，去研究它們。對(duì)了，你了解基因嗎？”

小璐點(diǎn)點(diǎn)頭：“基因，也稱為遺傳因子，是指攜帶有遺傳信息的DNA序列，藏身于細(xì)胞核之內(nèi)，一半來自父親，一半來自母親?！?/p>

“打個(gè)粗淺的比方：你和父母逛超市，父親買了蘋果，母親買了冬棗，每個(gè)人都分你一半，你手里會(huì)有什么？”

“蘋果和冬棗?！?/p>

“如果此時(shí)有個(gè)拎著桂圓的人走過來，說你手里的是桂圓，大家會(huì)相信嗎？”恐龍先生打個(gè)響指，“警察叔叔正是利用這個(gè)原理，幫助被拐賣的小朋友尋找親生父母?！?/p>

“哎呀，忘記帶筆記本了，這些都該記下來！”

“哈哈……

接下來就是筆記本登場(chǎng)的時(shí)間了，也該換個(gè)導(dǎo)游了……”

歷經(jīng)失敗

四周再次變換，看上去，小璐像是到了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里。

一只玩偶一樣的小牛，從角落里走出來。

“哞哞——你好。”小牛一邊說，一邊從口袋里掏出一本筆記，“你看，這是帕博的實(shí)驗(yàn)記錄。”

說是筆記本，其實(shí)更像是全息投影儀。小牛翻到一頁，周圍便出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的景象：一個(gè)年輕人把一塊肉放到烤箱里。

“咦，不是說要研究木乃伊嗎，怎么更像在做飯？”

“哞哞——好問題。我問你：牛肉買回來，為什么要放到冰箱里？”

“怕牛肉變質(zhì)呀！”

“對(duì)嘍！生物體活著的時(shí)候，免疫系統(tǒng)像是一堵城墻，將各種有害物質(zhì)擋在外面。一旦“城墻”塌陷，細(xì)胞以及細(xì)胞里的DNA就開始走下坡路了?！?/p>

“你的意思是說，木乃伊體內(nèi)的DNA會(huì)像肉類那樣變壞？”

“準(zhǔn)確來說，當(dāng)時(shí)的帕博不知道DNA能保存多久。他買了一塊牛肝，用烤箱烤干水分，模擬木乃伊的生存環(huán)境。很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的幫助下完成的，比如維生素的發(fā)現(xiàn)……”

“后來呢？”小璐忍不住打斷小牛。

“后來啊，他檢查牛肝，找到了DNA；接著，在朋友的幫助下，弄到了一小塊木乃伊標(biāo)本，用之前的辦法進(jìn)行研究，結(jié)果……”

“大功告成？”

小牛露出意味深長(zhǎng)的微笑：“一無所獲。每個(gè)科學(xué)家都經(jīng)歷過失敗。創(chuàng)立諾貝爾獎(jiǎng)的諾貝爾先生失去過實(shí)驗(yàn)室和家人；屠呦呦奶奶尋找青蒿素的時(shí)候，連著幾百次都一無所獲……”

力求嚴(yán)謹(jǐn)

“后來呢？”小璐想到自己經(jīng)常為考試成績(jī)而沮喪，感到有些不好意思。

隨著筆記的翻動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室里的年輕人漸漸變成了中年人。他的生活也越來越忙碌，不是參加學(xué)術(shù)會(huì)議，就是指導(dǎo)學(xué)生。

“1985年，他在《自然》雜志上發(fā)表論文，介紹了木乃伊的DNA研究。不過，這只是一連串研究的開始。比如說，從哪里提取DNA。”

“DNA不是在細(xì)胞核里嗎？”

“如果將細(xì)胞比作一個(gè)城市，細(xì)胞核相當(dāng)于市政府。沒有它，一切都會(huì)亂套；可只有它，又怎么能算城市呢？”小牛說著，在筆記本上畫了兩個(gè)圓，一大一小，又在兩者之間畫了些細(xì)線，“大圓是細(xì)胞，小圓是細(xì)胞核，這些細(xì)線就是線粒體。細(xì)胞核只有一個(gè)，里面的每個(gè)基因都只有兩份；線粒體就多了，一個(gè)細(xì)胞里可能有上萬個(gè)。隨著時(shí)間的推移，后者更有可能留存下來?！?/p>

“原來是這樣?！?/p>

“其實(shí)，古代標(biāo)本里的線粒體DNA也不多，帕博不得不發(fā)明一套提取微量DNA的辦法。過去，動(dòng)物學(xué)家要檢查野生動(dòng)物的DNA，必須想辦法抓一只，抽點(diǎn)血。后來，用了他的辦法，只要找到野生動(dòng)物的糞便，就能提取到DNA?！?/p>

“糞便里也有DNA？！”

“DNA無處不在。實(shí)驗(yàn)過程中，一不小心，手上的DNA就有可能跑到樣本上去，進(jìn)而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！毙∨Ｕf著，翻到筆記最后一頁，“這就是為什么他們那番打扮?！?/p>

實(shí)驗(yàn)室里出現(xiàn)兩個(gè)奇怪的人，他們戴著發(fā)套、面罩和手套，衣服也像是特制的。

成功測(cè)序

“哞哞——好了，該讓你見見他們了?！?/p>

話音剛落，走出來兩個(gè)人：一個(gè)老婆婆和一個(gè)小男孩。

“你們好呀！”小璐有禮貌地打招呼。

“你好。小牛說到哪里了？……哦，接下來該說尼安德特人了?！崩掀牌耪f著，拍拍小男孩，“有一天，帕博接到一個(gè)電話，對(duì)方問他有多大把握能提取到尼安德特人的DNA?！?/p>

“尼安德特人生活在兩萬多年以前，他們的DNA恐怕所剩不多。不過，如果真這么說，會(huì)不會(huì)顯得不夠自信呢？”小璐說。

“帕博很誠(chéng)實(shí)地說，大概有5%的成功機(jī)會(huì)?！?/p>

“驚喜的是，打電話的考古學(xué)家對(duì)此很是滿意，因?yàn)樗芸粗卣\(chéng)信，于是讓帕博取了一些尼安德特人的骨骼樣本。1997年，帕博找到了尼安德特人的線粒體DNA，隨后又用了十幾年進(jìn)行基因測(cè)序。2010年，帕博發(fā)表了首個(gè)尼安德特人基因組序列：尼安德特人和智人最近的共同祖先生活在大約80萬年前，并分析了尼安德特人和來自世界不同地區(qū)的現(xiàn)代人之間的關(guān)系——尼安德特人的DNA序列與起源于歐洲或亞洲的當(dāng)代人類的DNA序列更相似，而不是非洲?！?/p>

“至于我呢，”老婆婆頓了頓，接著說，“我是一個(gè)藏族人，生活在高山峻嶺之中。大家一直很奇怪，我的族人是怎么適應(yīng)這種特殊環(huán)境的……”

“這個(gè)我知道！”小璐說，“2008年，帕博的團(tuán)隊(duì)對(duì)西伯利亞南部一塊距今4萬年前的指骨碎片進(jìn)行DNA測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了一種以前不為人知的古人類，命名為丹尼索瓦人，可能是藏族人的先祖。正是因?yàn)檫z傳了他們的基因，藏族人才能適應(yīng)高原氣候?！?/p>

“因?yàn)榕敛┑陌l(fā)現(xiàn)，人們終于了解到，這些已經(jīng)滅絕的‘親屬的古老基因序列，開啟了對(duì)人類進(jìn)化史的新認(rèn)識(shí)?！?/p>