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在21世纪的头10年，新技术以“新一代测序技术”（NGS）的名义出现了，它听起来非常像《星际迷航》（Star Trek）的桥段，而且跟这部电视剧一样，新技术很快拥有了一个忠实的粉丝团。这个粉丝团由科学迷们组成，他们都拥趸新技术，而不愿意再使用原来的方法。新技术也是基因测序技术，但不是我们知道的那种。聚合酶链反应每次只聚焦于一个特定的DNA碎片，而新一代基因测序技术可以一下子读取或者测定一个样本中成千上万的所有细小DNA碎片的序列。新技术消除了聚合酶链反应过程的弊病，这样研究者们就不需要担心现代污染物会淹没他们感兴趣的DNA了。

如果没有盒子上的图案，要想拼起亚马逊选出的拼图是很困难的。同样，柏保和他的团队也需要某种参考来帮助他们将DNA碎片以正确的顺序排列，所以他们就使用了“参考基因组”。他们取了两个已测定好的现代基因组序列 ：人类的和黑猩猩（Pan troglodytes）的，然后以它们为参照。因为有了这个信息的武装，再加上一个智能的计算机算法程序，就可以将四处流浪的古DNA碎片重新组装回来。2009年，柏保向世界宣布，他终于完成了对尼安德特人基因组序列的测定。

最终要使梦想成真，还需要几年的时间和一些重要的新装备。就当时来讲，选用什么方法从远古样本中提取DNA是一个大问题。到那时为止，研究者们已经用过了聚合酶链反应。这个反应可以使DNA的细小碎片在数量上扩倍，这样就可以研究古DNA了。但这个方法因容易混进污染物而广受诟病。只要样本中有一丁点现代DNA，比如说来自样本处理者留下的皮肤细胞，或是来自实验室里的一粒灰尘，通常情况下，我们扩倍的正好就是这个现代DNA。于是，现代的干扰性DNA淹没了样本，样本就这样被完全毁掉了。整个过程令人沮丧，实验结果也靠不住，这使得柏保意识到，研究者们需要新的技术。

柏保被震撼了，所以他自己买了一台新一代基因测序机器。在对数量惊人的100万个尼安德特人DNA碱基对进行基因测序之后，柏保向世界宣布，下一步他准备测定尼安德特人整套细胞核基因组的序列。但是又出现了一个问题，也许现代污染物已经不再是一个困扰， 但来自古代的污染物却成了新问题。柏保意识到，他所深深牵挂着的这些尼安德特人的样本，通常含有大约0.3% 的尼安德特人DNA和97% 的来自细菌的DNA。这些细菌在历史上的某个时刻曾享用过骨头大餐。因为新一代基因测序技术测定的是样本中所有的DNA，所以这意味着它所产生的大部分数据都毫无价值。

聪明豆是一种彩色巧克力豆。——译者注

波伊纳研究了这些粪便的化学构成，发现它们带有一些不易察觉的反应迹象，一般在厨房里才能看见。这种反应叫作美拉德生化反应（Maillard reaction），发生在普通的蔗糖长时间受热后。经过这种反应，蔗糖分子与蛋白质和DNA形成化学交联，产生一摊胶状复合物。这种物质使焦黄色的食物，例如面包和牛排产生焦糖味。波伊纳的实验显示，几千年以前，当温暖的粪便慢慢地在洞穴地面上发酵时，也发生过同样的反应。在反应过程中，古DNA与其他的分子交缠在一起，意味着用来探测和使古DNA扩倍的方法——聚合酶链反应法，是不可行的。但是，美拉德生化反应是可逆的。当在烤好的面包中加入一种特别的化学物质，这种化学物质可以打破DNA与分子的缠结，从而使面包又变为面团。于是波伊纳在他的粪化石样本中加入了同样的化学物质。然后他惊喜地发现，化石内部的DNA可以从交缠中解放出来。而且他不仅观测到了线粒体DNA，还发现了细胞核DNA。这个实验显示，有时细胞核DNA可以在远古化石内部存活，并且从中提取出来。而且如果可以从冰川期的粪便中提取细胞核DNA，那么也许我们也可以从其他生活在冰川期的人、动物或植物中将DNA提取出来，包括尼安德特人。

20世纪90年代晚期，一位加拿大遗传学家亨德里克·波伊纳（Hendrik  Poinar），在柏保的实验室中工作。他当时正在研究 “分子层面的粪便分析”，专有名词叫作“粪便化石研究”。对于波伊纳来说， 最有研究价值的粪便当数已灭绝动物美国莎斯塔地懒（Nothrotheriops shastensis）的远古粪便。这是一种和熊一般大小的食草动物，来自上个冰川期。和我那么多的前男友一样，这种动物有着长长的粗毛，嘴形夸张，双肩前倒，靠指关节帮助行走。不过， 与我的前任不一样的是，它吃的是植物，而且食量超大。今天美国西南部的洞穴中，还存留着许多地懒粪便。在亚利桑那州大峡谷土城墙洞遗址（Rampart Cave in the Grand Canyon），两墙之间的地面上铺满了粪球。虽然粪便也许称不上是活生物，但是它们仍然包含有DNA。并且在过去的几千年中，洞穴地面上的地懒粪便已经变成了化石。

想象一下你所做过的规模最大、最复杂的拼图游戏。然后试想， 很多拼图块都已经被破坏 ；很多其他的拼图块也已经丢失 ；恼人的是，还有放到哪儿都不合适的多出来的拼图块  ；偶尔还有多个拼图块同时适合一个地方。拼凑尼安德特人的基因组，就有点儿像做这样一  个拼图游戏。根据亚马逊网站的统计，世界上最难的拼图游戏叫作“糖果店”，拼图两面都有字谜，以聪明豆为主题。对比之下，尼安德特人的基因组是一个三维的拼图，以核苷酸为主题。“糖果店”有529块拼图，而尼安德特人的基因组有成千上万块。

最后柏保不得不给它的方法加入两个新步骤 ：一个是在物理上排除不想要的古代DNA ；另一个是对仅有的微量尼安德特人DNA进行扩倍。通过柏保改进过的新方法，尼安德特人的基因组序列测定走上了正确的轨道，但是柏保和他的团队还面临着最后一项挑战。现代DNA呈长长的纤维状，，但是古代DNA是零碎细短的。大多数从有着几千年历史的化石中得到的碎片只有几十个核苷酸那么长。那么，怎样把这些细小碎片拼凑成一个30亿字母长的基因组呢？