在过去十余年里，研究人员利用古DNA技术发掘出那些遗落了成千上万年的遗传信息，从中抽丝剥茧，不断刷新人类对自身演化历程的认知。7月21日，《细胞》发布特刊讨论了最新生物技术的前沿发展。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹团队受邀领衔古DNA前沿领域针对古DNA技术发展与未来发表评述性论文。
文章回顾了古DNA技术的发展历史和突破，探讨了目前的技术瓶颈和解决方案，以及未来古DNA技术的发展方向与前景。
高通量测序，又叫二代测序，是一种快速测定大量DNA序列的技术。在高通量测序普及之前，古DNA领域只能依赖PCR技术测定少数特定DNA片段的序列。这种方法获取的DNA信息极其有限，而且难以区分真正的古DNA和污染DNA。高通量测序理论上能测序样本中所有DNA分子的信息，且成本逐年降低。
即使是含量极低的古DNA，也能很有效地对其进行测序。付巧妹解释道。不仅如此，通过生物信息学手段，还能快速检测样本中是否存在古DNA损伤，从而达到鉴别古DNA的目的。这一方法也成了领域中古DNA检测的重要标准。
尽管高通量测序已能较为有效地测序古DNA，但由于古DNA提取物中常常包含大量污染DNA，使得测序的大部分DNA分子都是没有用的信息，真正有用的古DNA序列常常只占测序数据的1%不到。
付巧妹表示。对此，研究人员在古DNA领域研发应用了DNA捕获技术——通过设计DNA或RNA探针，像钓鱼一样把目标古DNA从海量的污染DNA中“钓取”出来。这项技术目前已广泛应用于人类古基因组研究中，有超过2/3的人类古基因组数据来自于一个名为“1240k”的探针组捕获的数据。DNA捕获技术不仅使得古DNA测序效率大大提高，还能有效地从一些‘棘手’的样本中得到足够的数据用于分析。付巧妹说。
虽然古DNA领域成果丰硕，但古DNA研究却一直充满了艰辛和挑战。古DNA本身极易受到污染，实验要求极为精细，而以往古DNA提取和建库几乎全程依赖人工操作。付巧妹介绍，最近，在全球少数几个实验室中，部分古DNA实验步骤已经成功整合到了全自动移液机器人平台中，不仅极大节省了人力和物力，还减少了人工操作引入污染的风险。
目前样品的前处理步骤仍只能依赖人工，如何把这项耗时、耗力的工作整合到自动化体系中，是古DNA实验技术需要攻克的下一道难关。付巧妹指出。