| Project/Area Number |
22K00986
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 03050:Archaeology-related
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| Research Institution | Nara Women's University |
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Principal Investigator |
中沢 隆 奈良女子大学, その他部局等, 名誉教授 (30175492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門脇 誠二 名古屋大学, 博物館, 教授 (00571233)
佐伯 和彦 奈良女子大学, その他部局等, 名誉教授 (40201511)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 動物考古学 / タンパク質 / 質量分析 / 牧畜史 / コラーゲン / 動物骨 / 経年劣化 / 西アジア / 新石器時代 / 自然交配 |
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| Outline of Research at the Start |
人類の食糧獲得手段が狩猟・採集から牧畜や農業に移行した時期と地域には諸説あるが、今から約１万年前の西アジアとされている。ヤギとヒツジの家畜化から本格的な牧畜までの過程は、ヤギとヒツジの個体数や分布状況の変化から辿るのが一般的であるが，本研究ではヤギとヒツジの交雑種の出現頻度に注目する。ヤギとヒツジの家畜化初期においては自然交雑の頻度が比較的高く、繁殖管理に必要な畜産技術の発達によって交雑種の出現頻度が極端に低下したと考えられるからである。
本研究はコラーゲンの質量分析に基づく交雑種の同定法を用いるが、この方法は他の交雑種の同定にも拡張可能であり、動物考古学に新たな研究方法と視点とを提供する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、今から約１万年前に西アジアの肥沃な三角州地帯で始まったとされるヤギやヒツジなどの家畜化と牧畜技術の伝搬過程を、世界各地の遺跡で発掘された動物骨のコラーゲンの質量分析による確実な種の判定をもとに解明することを目的とする。令和５年度の研究では、ヤギまたはヒツジ由来と形態上の特徴により判定されている動物骨のうち、旧石器時代（今から約16,500年前）のDzudzuana洞窟遺跡（ジョージア）と銅石器時代（今から約5,000年前）のTor Sabiha遺跡（ヨルダン）から発掘された骨について分析した。質量分析の結果、いずれの資料においてもI型コラーゲン由来のペプチドを検出し、マーカーの質量とアミノ酸配列から、ヤギまたはヒツジと判定することができた。動物の家畜化以前と思われる、これまでに分析した中では最も古いDzudzuana洞窟の骨資料については、ヤギとヒツジ、ウマ、ウシなどのペプチドマーカーの検出を目指して分析を継続している。令和５年度からは青銅器時代の海門口遺跡（中国・雲南省）のヤギまたはヒツジの骨から抽出したコラーゲン試料の分析を行った。その結果、５点の試料中2点でヒツジに特有のペプチドマーカーを検出した。この結果は古代中国では新石器時代後期の竜山文化（中国・陝西省）後期遺跡以外ではヤギの遺物は確認されていないことで一致する多くの調査報告を裏付けている。しかし、ヤギとヒツジの区別が困難であることもあり、広大で数千年にわたる中国の遺跡調査でヤギを見落とした可能性も考えられる。今後も資料の収集につとめたい。
本研究におけるコラーゲンの分析で、考古資料の埋蔵環境がコラーゲンの劣化に及ぼす影響を示す一つの指標として、約5千年のタイムスケールで起こるグルタミン（Gln）残基の脱アミド化がある。令和５年度にGlnの脱アミド化によって生じるイソグルタミン酸の検出法を開発した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
前年度までに、旧石器時代のTor Hamar遺跡（ヨルダン）、新石器時代のギョイ・テペ遺跡とハッジ・エラムハンリ遺跡（アゼルバイジャン）の動物骨の分析を行ったが、令和５年度から、旧石器時代のDzudzuana洞窟遺跡（ジョージア）、銅石器時代（今から約5千年前）のTor Sabiha遺跡（ヨルダン）、さらに青銅器時代の海門口遺跡（中国・雲南省）の動物骨資料を分析対象に加えた。これによって少なくとも研究対象の年代は旧石器時代（現在から約２万年前）から青銅器時代（現在から約4千年前）までを網羅できるようになった。一方、これまでに考古資料から抽出したI型コラーゲンについて得られた質量分析データを詳細に検討した結果、ヤギとヒツジに4箇所あるアミノ酸残基の違いを含むマーカーとなるペプチド6種類を特定し、ほぼすべての資料についてヤギとヒツジの動物種判定が可能となった。なお、ヤギとヒツジの交配種を特定するためにはこれら6種類のマーカーのうち最低2種類を検出することが必要であり、現在用いているマトリックス支援レーザー脱離-イオン化および液体クロマトグラフィー／エレクトロスプレーイオン化法に基づく異なる種類の質量分析装置を併用した。また、ペプチドの質量は考古学資料中と現生動物資料中では経年劣化によるアスパラギン（Asn）とグルタミン（Gln）残基の脱アミド化のため、含まれるこれらのアミノ酸残基の数（n）に応じて最大n Da増加する。令和５年度にこの現象に関連してAsnとGlnから生じるイソアスパラギン酸（isoAsp）とイソグルタミン酸（isoGlu）の定量法を開発し、論文として発表した。この方法により、本研究が主な対象とする青銅器時代から新石器時代にかけての考古学資料の劣化状況に関する情報を得るために有用と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に旧石器時代から新石器時代のヤギとヒツジについては西アジアのヨルダンからアゼルバイジャンについて分析が続いており、令和５年度にはより時代が新しい銅器時代のヨルダンや青銅器時代の中国・雲南省出土の動物骨資料の分析を開始した。これでもまだ資料数が少なく、地域的な偏りもあるので、新たな資料の収集を今後も進める。そのために、令和５年度から応募研究に採択された科学研究費補助金「学術変革領域研究（A）中国文明起源解明の新・考古学イニシアティブ」の領域会議やセミナーなどを通じて資料の提供を呼びかけた。その結果、完新世（約１万年から現代まで）の広い時代にわたる骨や、ウズベキスタンとアゼルバイジャンの旧石器時代から約1千年前の動物骨の分析が可能となった。次年度が計画の最終年度になるので、このようにして収集した骨のコラーゲンの質量分析を進めると同時に、分析結果を解析し、研究目的である西アジアから東アジアにかけてのヤギとヒツジに関わる牧畜技術の変遷を、ヤギとヒツジ、さらにその交配種の個体数の変化をもとに解明したい。
一方で、資料の数が著しく増えたことによる質量分析とアミノ酸配列解析をより効率化することが必要になっている。このため、骨資料からコラーゲンを効率よく抽出する方法を再検討する。また、長い年代の資料が混在する一つの遺跡から出土した動物骨を分析する場合、資料の年代を決定するための炭素14年代測定が必要であるが、そのためには個別の資料について比較的多量のコラーゲンを必要とするという問題点がある。この問題を解決するために、令和５年度に論文発表した方法（Miyagi, M. et al. Anal Chem. 96, 3077-3086, 2024）を用いて、通常行っている一連の質量分析の操作の中でタンパク質の経年劣化によって生じたisoGluを定量することにより、資料の相対的な年代を求める。
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