在今年2月出版的《自然》杂志封面
一篇关于人类在演化过程中
丢掉尾巴骨的文章
引起了广泛关注
你知道吗？这篇文章的作者
正是中国农大2009级
生命科学试验班学生夏波
研究的出发点源于一次意外的受伤经历
他回想起小时候思考过的一个问题
“我为什么没有尾巴？”
快来看看到底是怎么回事！
个人简介：
夏波2013年本科毕业于中国农业大学生物学院，曾在巩志忠教授实验室学习，本科期间曾在北京大学生命科学学院伊成器实验室学习工作过。2015年，夏波前往美国纽约大学医学院深造，分别于2017年和2022年获得该校生物专业的硕士及博士学位。博士毕业后，夏波跳过了传统的博士后阶段，直接建立了自己的实验室，为美国哈佛大学哈佛学会青年学者、Broad研究所基因调控观测站独立研究员。
好奇是一切可能的发源
那是2019年的夏天，一次外出期间，在出租车上给后上车的乘客让座时，夏波不慎挫伤了尾骨软组织。这次意外的受伤重燃了他在儿时对“人类为什么没有尾巴”的好奇心。尽管很不幸，但夏波却认为这是一个非常好的契机。
近一个世纪以来，科学家们才逐渐积累了大量有关动物发育的基因信息及分析技术方法。但在遗传学上，我们的基因组到底发生了什么改变，才引起人类和猿类在演化过程中丢失了尾巴？对于夏波而言，这是一个非常有趣的问题。于是，在意外受伤和好奇心的双重驱使下，夏波对这项课题展开了研究。
谈到好奇心对研究的作用，夏波说：“所有的重大发现，可能最初都源于灵感迸发的瞬间，而灵感则源于科学家最初对观察现象的兴趣。”
于夏波而言，“没有了尾巴”是一个非常有趣的现象，有机会重新思考这个问题非常难得。“所以，好奇心是几乎所有研究的出发点；而要成功完成相关研究，则需要结合完备的知识储备和相关技能。”
“我为什么没有尾巴？”
尾巴的缺失是人类及“类人猿”演化谱系中发生的最显著的解剖学变化之一。约在2500万年前，无尾猿已开始出现在化石记录中。尽管人类丢失尾巴的历史很悠久，但关于我们是如何及为何失去尾巴的，仍是一个困扰科学家的谜团。
夏波以第一作者兼通讯作者的身份，在《自然》杂志上发表了题为On the genetic basis of tail-loss evolution in humans and apes（人类及猿类尾巴丢失演化的遗传学基础）的封面论文。这也是科学家第一次从遗传学角度揭示尾巴丢失的演化机制。
夏波及研究团队做的第一件事情，就是在灵长类动物中寻找与尾巴发育有关的关键基因。
得益于前人的积累，在对约2万个基因进行筛选之后，夏波最终锁定到一个名为“TBXT”的基因。TBXT基因，也被称作Brachyury，源自希腊语，意思是“短尾”。TBXT基因编码的蛋白在胚胎发育过程中扮演着重要角色，它是一种转录因子，对脊索的形成及发育至关重要。
一般而言，基因片段中包含两类区域：外显子（编码区域）和内含子（非编码区域）。外显子是转录成RNA并最终编码蛋白质的DNA片段，而内含子是不编码蛋白质的DNA片段。在基因研究中，人们通常会将注意力放在编码蛋白质的基因序列上，因为它们直接提供合成蛋白质的序列蓝图，而蛋白质是细胞功能最重要的执行者。但非编码序列占据人类基因组约98.5%的区域，包含着对基因表达和调控至关重要的信息。
当夏波将目光转向类人猿TBXT基因的非编码区域时，发现了一个名为Alu元件的短DNA插入突变。Alu元件可以在基因组中移动，它们的活动影响着基因组的结构变化，从而导致遗传变异。这种基因在人类基因组中很常见，有超过100万个拷贝数，约占人类DNA总长度的10%。夏波发现的TBXT基因里的这个具体拷贝AluY，只存在于类人猿的基因里，而猴子TBXT基因里却没有。
“我觉得简单来讲就是我们发现了一个在类人猿演化过程中出现的非常有意思的非编码区的突变，它以一种意想不到的方式导致了TBXT基因获得了一个新的读取方式，从而影响了尾巴发育过程”，夏波说。
柳暗花明又一村
科研攻关绝非易事，夏波坦言，在研究中经常会遇到一些疑惑，“我们有时对一个现象很有兴趣，但想不通为什么，这种情况有时甚至有点反常识。研究不是一眼望到头的，有意思的、极具研究价值的，很可能是要翻过一座座山的。”
一方面，要认真思考实验手段和逻辑问题。“我们要怎么理解实验现象，理解实验本身，这是需要思考的问题。”在整个实验过程中，要能够真正沉得下心去思考是不是有正确的方法和途径来研究问题，思考问题本身是不是能够在逻辑上讲得通。
第一次小组见面会
另一方面，做研究也是对心态的检验和考察。“我博士期间前两年研究的课题被别人先发表了，整个团队当时都觉得很遗憾，但是转念一想，研究是没有穷尽的，虽然一开始想要做的方向别人先行动了，但肯定还有很多其他有意义的东西可以探索。”经过反复思考、坚持钻研，夏波团队最终收获了新的发现。“做科研肯定会有或大或小的问题，有时甚至会感到绝望，但一定要保持探索的心态，相信一定能够找到你想要的。”
说到动情处，夏波打了一个生动的比方。“比如说在矿场里想要挖宝石，可能今天明天甚至一年都找不到宝石，但只要愿意探索并总结经验，找到宝石的概率肯定会大大增加。”在面对科研困难时，夏波一直都是鼓励团队保持心气，不断努力。“有时以为找到水晶，最后发现是块玻璃，但有时以为只是找到水钻，最后可能发现是真的钻石。而这一探索发现的过程可能是这一路更精彩的故事。”
保持好奇，积极探索，永不放弃，这就是夏波的成功之道。
夏波和团队成员在滑雪
夏波和团队成员在户外远足
“我在海外求学经历中见到了太多之前人生际遇过于顺利的学生，他们应属同龄人中相当成功的一部分了，但这样顺利的人生反而会让他们失去一些磨炼心智的机会。有些所谓负面的经历，你越过去了，就会满眼希望。”
幸运与幸福，在中国农大
谈起自己的本科岁月，夏波感慨万千。
“我本科就读于中国农大生物学院，入学后主要在巩志忠老师的实验室学习。科研起步阶段遇到了一位非常好的博士生师姐杨丽，她是做植物分子生物学研究的，在我入门阶段对我帮助很大。”
除了在学习生活中遇到良师益友，中国农大开放包容的育人环境也为夏波后续的发展奠定了良好基础。
“我觉得中国农大非常好的一点是给了学生非常大的自由度，比如选课机制等方面，学校给予了学生充分的尊重和权利，你可以选任何想要选的课程，可以做任何只要你时间能够满足的各种事情。”夏波回忆，一直到现在，不管是参与社区服务、社团活动还是创新创业等，中国农大的老师总会给予积极的帮助与支持。夏波虽然在大学里主修生物学，但利用选课机制，学习了很多化学课程。那个喜欢化学的生物少年一直在奔跑！
“记得当时有一门非常火的课叫葡萄酒鉴赏，很遗憾我两次都没抽到。”直到现在，夏波还为这件事情感到遗憾，“这门课一定很有意思”。
从中国农大到哈佛，夏波说，“中国农大出来的学生非常受欢迎，CAUer非常能够沉得下心去思考、去做事情，这是非常难得的品质。”作为生物研究的专家，夏波讲到，科学创新需要深度思考问题、理解关键的突破口，从而找到新的解决办法、开拓人类新的认知，踏实肯干、砥砺奋进是值得赞赏的品质，这也是我在中国农大最宝贵的收获！
课题组共同庆祝研究成果在《自然》上发表
从中国农大到哈佛
夏波的成功之路还在继续
从好奇心出发
“以兴趣始，以信仰终”
这是夏波的人生信条
踏实肯干，砥砺奋进
我们共同进步！
图片 | 受访者提供