周慧教授近照

周慧教授，女，汉族，1954年生，湖南长沙人。吉林大学匡亚明特聘教授、博士生导师。1977年毕业于吉林大学化学系，1981年吉林大学化学系硕士研究生毕业后留校任教，1989年获得博士学位。随后多次到英国、美国和澳大利亚等地著名大学进修和访问。1992年破格提升为教授，同年获得国务院津贴。1995年被评为教育部跨世纪优秀人才，1997年被评为吉林省有突出贡献青年专家，2002年被评为教育部优秀骨干教师。1992-2008年担任吉林大学生命科学学院副院长。2008-2016年担任东北亚生物演化与环境教育部重点实验室副主任。1999-2019年担任吉林大学古DNA实验室主任。

周慧教授的主要研究领域是分子进化，包括考古DNA研究、药物代谢基因多态性研究。出版《简明生物化学和分子生物学》《中国北方古代居民线粒体DNA研究》和《中国北方古代人群及相关家养动植物DNA研究》等多部专著和教材。在AMERICAN JOURNAL OF HUMAN BIOLOGY，JOURNAL OF CARDIOVASCULAR PHARMACOLOGY，MOLECULAR BIOSYSTEMS，BMC EVOLUTIONARY BIOLOGY等SSCI和SCI收录期刊上发表多篇学术论文，其中古DNA方面的论文50多篇。成果获首届中国考古学大会金鼎奖、第二届东北地区发明展览会二等奖等。承担“西辽河流域史前人群的遗传多样性及其与地域”等国家自然科学基金面上项目6项，参与国家基础科学人才培养基金特殊学科点项目“现代考古学”、国家社会科学基金重大项目“汉民族历史形成过程的分子考古学研究”和“古动物DNA视角下的丝路文化交流研究”等研究工作。

1998年，周慧教授与朱泓教授合作，建立了我国考古学界第一个从事古人骨DNA研究的专业实验室——吉林大学考古DNA实验室，并担任该实验室主任。培养出我国第一位专门研究古DNA的博士，出版了国内第一部关于考古DNA方面的专著《新疆古代居民线粒DNA研究》、第一部考古DNA方面的教材《分子考古学导论》以及第一部关于家养动植物古DNA研究的专著《中国北方古代人群及相关家养动植物DNA研究》。周慧教授是当之无愧的我国分子考古学领域科学研究和人才培养的先驱。

跨专业挑战，涉入新学科

记者：您一开始的研究领域是药物代谢基因多态性研究。为什么会选择考古DNA作为自己的研究方向呢？您与考古学院朱泓教授合作的契机又是什么？

周慧：我的硕士和博士专业是生物化学与分子生物学。1989年博士毕业后主要从事药物的分子设计和药物代谢酶基因组研究。承担了多个国家自然科学基金和国家科委攻关项目。药物分子结构决定了它被人体吸收的方式和速度、在各器官的分布以及治疗疾病的分子机制，同样还决定了它会被哪些药物代谢酶分解和排除体外。我们实验室主要研究药物代谢P450酶的催化机制和相关等位基因的分布频率。我们在中国人群中首次发现了药物代谢P450酶CYP2C9的新等位基因酶CYP2C9*13。这对于一系列的临床药物个体化安全和精准用量有重要的指导作用。

1997年，在学校科技处的协调下，时任考古系主任朱泓教授找我商量，问我能不能做古人骨DNA方面的研究，一起申请国家自然科学“濒危学科”项目。中国有着悠久的历史和灿烂的文化，吉林大学有着坚实的考古学研究基础。当时的吉林大学考古学系已拥有较大的古人骨标本库，朱泓教授的体质人类学研究在国内考古学界也属于领先地位。我对朱泓教授在边疆地区进行的诸多考古调查、发掘、研究等工作产生了浓厚的兴趣。在朱泓教授的详细介绍下，我看到了这个方向的重要意义，认识到中国应该尽快做起来，当即决定积极参加该项目的申请，同时开始筹备古DNA实验室的建设。

在大家的共同合作与努力下，1998年，我们成功申请到了国家基础科学人才培养基金特殊学科点项目，并在学校的支持下建立了吉林大学考古DNA实验室。从实验室的建立到随后的研究，每一阶段朱泓教授都给予了极大的支持与帮助。我们在研究中学习，在学习中成长，经过十多年的磨练，考古DNA实验室逐步壮大起来。在这期间，我的工作重心也慢慢地转移到了古DNA研究领域。

2019年，周慧教授（左）与朱泓教授（中）在洛阳考察

记者：您在刚开始接触考古研究时，遇到过什么难忘的事情吗？

周慧：记得2000年时，我和朱泓老师带着两个博士研究生去新疆塔克拉玛干沙漠中央的达里亚布依乡采样，随行的还有一个向导和一个医生。我们雇了两辆沙漠“牛头”汽车和当地司机。由于路况复杂，经常需要绕道走，我们整整走了一天，傍晚才到目的地。司机对朱泓老师说汽车油箱见底了，不够我们回去了，而且沙漠中央还与外面联系不畅。我和两个研究生并不知道这个情况，还专心采样了几天。后来朱泓老师说在我们采样期间，他和司机们想了各种可能，要如何才能安全脱险。好在有惊无险，正好有一辆地质勘探队的汽车坏了无法启动，将他车里的汽油卖给了我们，要我们出沙漠之后联系他们单位派人和车来援救，我们才顺利脱险。时隔多年，我对那次经历仍然记忆犹新。野外考古工作充满了挑战。对我来说,考古DNA研究也是一项充满挑战与未知的工作。

2018年，周慧教授（右一）在满洲里扎赉诺尔博物馆指导研究生对扎赉诺尔人头骨和鲜卑人头骨化石进行取样鉴定

科学研究，成果丰硕

记者：吉林大学考古DNA实验室作为我国考古学界第一个从事古人骨DNA研究的专业实验室，您能给我们介绍一下实验室曾做过哪些研究吗？

周慧：我们对北京石景山区老山汉墓中女性墓主人、山西虞弘墓中虞弘及其夫人、著名的新疆“小河公主”等古代个体进行过线粒体DNA研究，分析其母系遗传特征。我们也开展过Y染色体父系方面的研究，与朱泓老师合作进行了“汉族起源与发展的遗传学探索”项目的研究工作，对山西绛县横北倗国墓地、甘肃临潭磨沟齐家墓地、青海陶家寨汉墓群等古代人群的线粒体DNA以及Y染色体数据进行生物统计学分析。近年来，我们通过对林西井沟子墓群、乌兰察布陈武沟墓葬群、呼伦贝尔岗嘎墓地等游牧人群相关遗址出土的人骨进行基因组研究来探讨分析蒙古族源问题。实验室这些研究成果的学术论文主要都收录在《中国北方古代人群线粒体DNA研究》和《中国北方古代人群及相关家养动植物DNA研究》两本书中。

周慧教授主编的《中国北方古代人群线粒体DNA研究》和《中国北方古代人群及相关家养动植物DNA研究》

记者：古DNA实验室建立至今，对中国北方重要遗址出土人骨的父系母系遗传结构进行了较为系统的研究，您能综合性地给我们介绍一下我国北方5000年来各古代人群迁移变化以及人群之间的相互关系吗？

周慧：1998年古DNA实验室建立以来，我们研究的地域包括新疆、甘肃、宁夏、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、陕西、山西、河北、河南等地区20多个遗址500多个人类遗骸样本，这些样本的时间跨度达6000年。通过对已有准确考古文化属性和遗址年代的墓葬中出土的人骨进行线粒体DNA和Y染色体SNP分析，我们对整个中国北方古代人群的遗传构成以及迁移运动有了一个整体的认识。

从母系的线粒体DNA研究结果看：中国西北甘青地区、内蒙古长城地带（内蒙古中南部、冀北、辽西）、黄河流域以及中国北方草原游牧人群从新石器至铁器时期，人群在母系上的遗传结构差异并不显著，均含有北方常见的单倍型类群A、B、D、F、G、Z、N9a、M10以及M。新疆地区古代人群母系遗传结构与其他地区古人人群的差异是除了具有常见的东部欧亚谱系，还存在高频的西部欧亚谱系。

在父系Y染色体上，中国北方古代人群展现了非常明显的地域性。例如，单倍群N1c主要分布在冀北地区新石器时期以狩猎采集为主要生活方式的姜家梁古代人群中，可能代表了当地本土早期狩猎采集人群的父系遗传特点。在青铜时期该单倍群出现在西辽河流域以畜牧为主要生活方式的大山前人群中，似乎暗示了桑干河地区古代人群向西辽河流域的扩张。此外，我们发现新疆天山北路文化人群也携带有这一个单倍型。而单倍型N1*是西辽河地区早期古代人群中最主要的单倍群，从新石器的红山文化（牛河梁遗址）到小河沿文化（哈拉海沟遗址）再到夏家店下层文化（大甸子遗址）均以该单倍群为主。直到大山前遗址人群中单倍群O3和C的输入，其频率才有所下降。此外，冀北地区新石器时期的庙子沟人群、姜家梁人群以及青铜时期的朱开沟古代人群也存在N1*单倍型，这些结果表明，N1*可能是西辽河地区乃至冀北地区本土起源的单倍型。

另外，单倍群O3是中原仰韶文化人群的主体单倍群，其伴随着仰韶文化的强势扩张，对周边古代人群均产生了遗传渗入。例如，东北方向，在桑干河地区青铜时期蔚县三关古代人群和西辽河流域青铜晚期大山前古代人群均以单倍群O3为主，取代了当地的N谱系。仰韶文化向西北方向的扩张和影响，可能是单倍群O3渗入到以青铜时期甘肃磨沟遗址和青海喇家遗址以及晚期的陶家寨遗址为代表的古代人群中的原因。单倍群Q1a(M120)则主要分布在铁器时期东疆的黑沟梁古代人群以及宁夏彭阳古代人群中，在山西横北村人群中有着较高的比例，结合现代数据，推测单倍群Q1a可能是通过北部路线由西向东扩张进入到中原地区的。而单倍群C3*（F3918）主要分布在游牧性质的井沟子遗址（东胡）、陈武沟墓葬群（鲜卑）、岗嘎墓地（室韦）、詹和硕遗址（鲜卑）以及和日门塔拉遗址（柔然）出土的古代人群中，暗示C3*（F3918）应该是是蒙古扩张前古代东胡鲜卑支系游牧人群的重要父系。

2018年，周慧教授主讲第二届中国考古学大会公共考古讲座

记者：吉林大学古DNA实验室除了古代人类DNA研究，还开展了动物和植物的古DNA研究，您能给我们介绍一下这方面的研究进展吗？

周慧：古代DNA技术可以深度挖掘家养动物在人类驯化过程中的遗传变化，直接而真实地反映其进化过程，是探究家养动物起源驯化过程的重要手段，也是揭示人类文明发展历程的有力工具。我们实验室从2002年开始进行对动物的研究，最初是同中国社科院考古研究所袁靖老师研究团队合作开展的河南二里头遗址古代绵羊研究。随后，我们继续开展了中国古代家马起源的分子考古学研究。这两项成果都在国际著名考古学期刊《Journal of Archaeological Science》上发表，从分子水平上揭示了中国绵羊、家马起源与驯化的历史，并引起国际上广泛的关注。通过这两项研究，我们确定了古代动物分子考古的研究方向。

黍和小麦分别是东亚和西亚史前人群最早驯化的农作物之一，在整个欧亚大陆均有着丰富的考古遗存，表明它们是研究东西方人群远距离迁徙和贸易活动最为重要的两种农作物。我们实验室对新疆地区青铜早期出土的小麦和黍进行了古DNA分析，并发表了多篇相关论文。通过对这些古代小麦和黍的遗传学研究，我们发现新疆地区在欧亚大陆两大农业起源中心的相互影响中很可能起到了桥梁和纽带的作用。目前更多关于古代植物遗存的古DNA研究工作还在进行中。

实验条件，日益完善

记者：从考古DNA实验室建立至今，遇到过哪些问题和困难吗？在实验室发展过程中，生物技术的飞速发展又给古DNA研究带来了怎样的影响？

周慧：首先面临的是研究经费和实验室硬件局限。1998年国家自然科学基金“濒危学科”立项成功之后，时任校长刘中树给予了实验室有力支持，研究经费的问题得到了缓解。然而，实验室面积小会导致古DNA抽提污染。我们在前卫北区小白楼房顶上搭盖了一个临时瓦棚作为防污染的实验区，在艰苦的条件下开展研究。随着校区南迁，小白楼有部分教室腾空。2002年，在时任副校长孙春林的支持下，我们将一个大教室改造成多区隔离的能够防污染的实验室，至此，古DNA研究才具备了基本的条件。

实验室建立的开始阶段主要进行的是线粒体DNA研究，分析的是母系遗传关系。取得一些研究成果之后，我们在该领域有了更深的领悟，及时开展了Y染色体父系方面的研究，发表文章的水平有很大提高。与世界古DNA研究水平和成果相比，我们还有一段差距。这个差距主要体现在全基因组测序和数据分析方面。

二代测序技术（NGS）通过从整个基因组中产生大量测序数据，解决了一代测序方法的许多局限性，提高了检测进化过程的能力。古DNA高度降解和损伤的特性一直限制着古DNA的深入研究。而NGS对短序列的读取，对古代DNA分析特别有用，同时随着古DNA提取、测序文库构建、DNA富集等方法的不断优化,使古代DNA研究实现了突破，开始进入到古基因组时代，并允许对几万年前甚至几十万年前的古代生物材料进行基因组测序，从而可以直接研究随时间和空间的演化过程。随着大量数据的产生，数据的整理和分析变得越来越复杂。2018年，学校又一次给予实验室强力支持，购买了服务器集群，让我们能够快步推进研究进程。

吉林大学古DNA实验室服务器集群

教书育人，桃李天下

记者：从教至今，您为我国考古DNA研究领域培养了数十名硕士和博士，他们中的很多人也已经在自己的岗位上取得了不错的成绩。而众所周知，考古DNA属于一门新兴的文理交叉学科。那么，您在交叉学科的学生培养方面有什么样的经验呢？

周慧：考古DNA是用分子生物学的方法解决考古学的问题。我本人的专业是生物化学与分子生物学，要从头学习考古学知识，了解中国考古学现状以及考古DNA能解决那些考古学问题等。在考古学上我还是个学生，经常请教朱泓老师，得到了他的及时帮助。生命科学院的学生和我有着同样的问题，既要不断学习考古DNA飞速发展的新方法新技术，还要深入了解中国考古学的大背景和针对我们正在研究的考古遗址的具体情况。即使是硕博连读的学生，5年时间也感觉很紧张。考古系的学生在考古学背景和对遗址相关知识了解方面相对好些，但在分子生物学理论实验方面知识比较缺少。理科文科学生在一起能够互相学习，共同提高两方面的知识，将来能面对更多的挑战，更好地推动中国考古学向现代化进军。

崔银秋博士是实验室培养的国内第一个古DNA研究的博士。现在为吉林大学生命科学学院副院长，东北亚生物演化与环境教育部重点实验室副主任。主要从事古基因组学、分子法医学等交叉学科研究。在Nature Communications，Current Biology，Plant J等国际权威期刊上发表多篇有影响的古DNA研究文章。蔡大伟博士毕业后到吉林大学考古系工作并建立了研究团队，持续开展了大量有关古代家养动物起源与驯化研究，取得了非常显著的成果。2017年他主持申报的《古动物DNA视野下的丝路文化交流》获批国家社科基金重大项目，为研究史前东西方人群的文化交流活动以及中国北方各地新石器时代考古学文化的互动研究提供新的线索和视角。考古系的赵欣博士和曾雯博士都曾在我们实验室进行古DNA研究工作，现在分别为社科院考古所助理研究员和山东大学文化遗产研究院助理研究员。从吉林大学毕业以后，她们建立了自己的古DNA实验室，现在也都在进行着古DNA研究相关工作。

周慧教授（中）对新进古DNA实验室的学生进行仪器使用考核

记者：我们了解到吉林大学和西蒙菲莎大学合作建立了生物考古学联合实验室，您能跟我们谈一谈古DNA实验室在国内外交流合作方面的情况吗？

周慧：吉林大学考古DNA实验室是国内考古界最早建立起来的古DNA专业实验室，但是与世界古DNA研究水平和成果相比，我们还有一段差距。我们正在努力缩小差距，与国内许多科研单位和高校开展合作，进行全基因组的测序研究、互相做验证试验、提高研究水平、共同发表文章等。我们也与加拿大西蒙菲莎大学等许多国外的实验室建立了合作关系，经常互派老师和研究生到对方实验室交流试验方法，共享研究成果。我们还鼓励实验室的老师和学生多参加国际学术会议，并组织学生参加国际前沿的专业培训课程。

2018年，周慧带领学生参加德国耶拿举办的“语言与遗传国际会议”

展望未来，感言寄语

记者：除了上述已经开始探索的古DNA研究领域，我们了解到最近还有一些崭新的突破原有概念框架的发现值得关注，比如古RNA分子在某些古老的种子中仍然残留；一些新的样本类型如蛋壳、牙结石等不断地因深度测序被开发出来提供更多的信息。可以预见的是，未来古DNA研究将不断蓬勃发展，成为考古学、人类学、遗传学和语言学等多学科研究的重要支撑。对此，您有哪些期许和展望？

周慧：古DNA研究领域自诞生至今近40年来已经取得了令人瞩目的成就，尤其是近十年,二代测序技术的出现同时伴随着古DNA提取、文库构建等技术的优化，为这一领域的发展带来了革命性的变化和巨大的发展空间。在现有的研究基础上，我认为古DNA领域将在以下几个可能的方向上深入展开：

首先，我们在人类进化和起源的研究上已经获取了许多重要信息，但不断出现的新的材料，吸引着研究人员竭力去突破古DNA研究年代的限制。随着测序技术日新月异的进步和成本断崖式的降低，未来古人类基因组将有望逐步从个体研究转向群体遗传学角度探讨人类起源和演化。同时与考古学、语言学、化学分析以及人类学等不同学科间深入交叉融通，共同解决人类演化历史的关键问题。

其次，人类社会的发展与作为食物的动植物的命运紧密相关。使用的DNA序列信息可以研究动物和植物的起源和驯化过程，而且可以作为研究人类迁徙的辅助信息。但是由于存在庞大、重复和杂合的基因组，古植物基因组组装和人工选择基因的筛选都面临着许多挑战。

另外，近年来，研究者发现古代样本中除了含有人类遗传数据外，还保存有个体死亡时身体中存在的所有微生物群落的信息。目前一些古代致病菌基因组如鼠疫、麻风和结核已经在欧洲古代个体上获得，并揭示了古老菌株出人意料的系统发育定位以及致病菌毒力变异的线索。致病微生物的古基因组学研究将有助于更好地了解导致人类历史上重大流行病爆发的细菌或病毒的起源、进化和致病性，为揭示破坏性历史灾难背后的动因，追踪史前时期致病菌的地理传播，重建人类祖先微生物群等方面的研究提供强有力的工具。

值得一提的是，古基因组学在包括气候变化和物种灭绝在内的古环境研究中也可以发挥重要作用。环境样本中如湖泊沉积物、土壤和冰芯等内含的古DNA信息，可以揭示不同动植物种类在不同时空上分布的变化，还可以定性和定量地反映现有动植物的生物多样性，从而可以检测稀有物种。不过该研究领域目前受到了外界环境条件、参考数据库以及实验污染等因素的影响和干扰，还需要在方法学上有所突破。

周慧教授2018年在成都参加第二届中国考古学大会代表大会与部分校内老中青学者合影

记者：随着古DNA研究影响的增加，越来越多的人加入古DNA研究的行列，对此，您有哪些期望？

周慧：现在古DNA研究队伍逐渐壮大，这是很好的事。特别是有些基础好、能力强的年轻人加入进来，对中国考古学研究有了强劲的推动，解决了一些重大问题。希望年轻一代加强合作，深入系统研究中国五千年文明连续性的遗传基础。最后，也希望吉林大学考古学科与生命学科交叉合作取得新的成绩，希望吉大考古不断创造新的辉煌，继续推动中国考古学发展。

（消息来源/考古学院 采访记者/考古学院博士后 李佳伟）