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paleoproteomic profiling of ancient plant remains in the pottery food crusts

Research Project

Project/Area Number 23K25390
Project/Area Number (Other) 23H00693 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 03050:Archaeology-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

西内 巧  金沢大学, 疾患モデル総合研究センター, 准教授 (20334790)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中山 誠二  帝京大学, 付置研究所, 教授 (60574142)
高木 宏樹  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (80616467)
足立 拓朗  金沢大学, 古代文明・文化資源学研究所, 教授 (90276006)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Keywordsパレオプロテオミクス / 土器付着物 / 種子タンパク質 / 植物遺体 / RNA-Seq
Outline of Research at the Start

本研究では、縄文人の食生活における植物利用や栽培化の過程を紐解くため、分析可能な土器付着物が出土した遺跡の詳細な考古学的データを
収集・整備しつつ、土器付着物に残存するタンパク質の分析を実施する。また、縄文人が利用したと推定される植物の現生試料を用いて、タン
パク質のデータベースを整備し、加えて、現生植物の調理過程で生成する土器付着物に含まれるタンパク質の構成変化を明らかにすることによ
り、土器付着物に残存する植物由来のタンパク質を高感度かつ高精度に検出するパレオプロテオミクスの実験基盤を確立し、考古学的知見から
示唆されている縄文人による植物利用や栽培化にエビデンスを与える。

Outline of Annual Research Achievements

縄文時代の遺跡を中心に解析を進め、これまでに釈迦堂遺跡、 鋳物師屋遺跡、道尻手遺跡、沖ノ原遺跡における土器付着炭化物等を調達し、植物種子の土器圧痕や年代測定等も含めたデータベースを整備している。土器付着炭化物のプロテオミクスの実験系の確立するため、前述の遺跡から出土した土器付着炭化物について解析し、ダイズ属のやイネ科植物のタンパク質を複数同定している。また、これまで同定されていなかったブナ科植物のタンパク質が検出された試料も含まれていた。現生試料を用いたRNA-Seq解析で構築されたデータベースを用いて、堅果類のスダジイ、トチノキ、コナラ、アベマキ、オニグルミ、また、漿果類のミズキ、ニワトコ、カラスザンショウの現生各試料の果実を用いて、約5000から6000種のタンパク質を同定することに成功している。今後これらを土器付着炭化物プロテオミクスのリファレンスデータとして解析を進める予定である。堅果類の中でもブナ科コナラ属のコナラやアベマキについては、従来法では高品質なタンパク質が調整できなかったが、フェノールを用いた抽出方法に変更することで良好な結果が得られるようになった、土器付着炭化物のタンパク質調整についても今後再検討する必要があると考えている。また、イネの在来品種の果実を用いて、土器を用いた炭化物付着物の形成実験を行い、タンパク質分析の結果、炭化米と共通のタンパク質が検出されたことを明かにしている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

縄文時代を中心に多数の遺跡の土器付着炭化物等を収集し、年代測定も含めたデータベースの構築を進めており、これらを用いたプロテオーム解析でも植物由来のタンパク質の検出に成功している。また、9種の植物のRNA-Seq解析を実施し、現生試料を用いて多数のタンパク質が検出可能な データベースの整備に成功しているため、おおむね順調に進展いると判断した。

Strategy for Future Research Activity

2023年に予定よりも多くの植物種でRNA-Seq解析を実施し、現生試料を用いたタンパク質のデータベースの整備を優先させたため、土器付着炭化物のプロテオーム解析がやや遅れている。今後は、構築したデータベースを活用して、土器付着炭化物のプロテオーム解析を優先して進めて行く予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Palaeoproteomic investigation of an ancient human skeleton with abnormal deposition of dental calculus.2024

    • Author(s)
      chida-Fukuhara Y, Shimamura S, Sawafuji R, Nishiuchi T, Yoneda M, Ishida H, Matsumura H, Tsutaya T.
    • Journal Title

      Sci Report.

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 5938-5938

    • DOI

      10.1038/s41598-024-55779-y

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 奈良盆地西南部への穀物農耕の伝播と定着-中西遺跡・秋津遺跡の圧痕分析から-2024

    • Author(s)
      中山誠二, 岡田憲一, 赤司千恵
    • Journal Title

      帝京大学文化財研究所研究報告

      Volume: 22 Pages: 85-114

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Domestication of azuki bean and soybean in Japan: From the insight of archeological and molecular evidence2023

    • Author(s)
      Takahashi Yu、Nasu Hiroo、Nakayama Seiji、Tomooka Norihiko
    • Journal Title

      Breeding Science

      Volume: 73 Issue: 2 Pages: 117-131

    • DOI

      10.1270/jsbbs.22074

    • ISSN
      1344-7610, 1347-3735
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Utilisation of Domesticated Plants and Secondary Vegetation in the Japanese Islands in the Jomon Period2023

    • Author(s)
      Seiji Nakayama
    • Journal Title

      Archaeology of East Asia

      Volume: 9 Pages: 9-18

    • DOI

      10.30861/9781407360751

    • ISBN
      9781407360751
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Proteomic and molecular analyses to understand the promotive effect of safranal on soybean growth under salt stress.2023

    • Author(s)
      Kausar R, Nishiuchi T, Komatsu S.
    • Journal Title

      J Proteomics

      Volume: 294 Pages: 105072-105072

    • DOI

      10.1016/j.jprot.2024.105072

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 近畿地方における凸帯文期の穀物農耕の拡散2024

    • Author(s)
      中山誠二
    • Organizer
      登呂遺跡国際シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 藍染の伝統技術の解明に向けた藍甕付着物のメタプロテオーム解析2023

    • Author(s)
      西内巧、斎藤秀樹、村上夏希、中野正貴、中山誠二、庄田慎矢
    • Organizer
      日本プロテオーム学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 6遺跡から出土した炭化米における残存タ ンパク質及び代謝物の包括的な解析2023

    • Author(s)
      西内巧,中野正貴,庄田慎矢 、上條信彦
    • Organizer
      第38回日本植生史学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Proteomics Approach to the Biomolecule Degradation of Indigo Dyeing Vessel Deposits2023

    • Author(s)
      Takumi Nishiuchi, Hideki Saito, Natsuki Murakami, Seiji Nakayama and Shinya Shoda
    • Organizer
      42nd conference on Dyes in History and Archaeology.
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 「パレオプロテオミクスの進歩と展望」東アジア考古科学の新展開2024

    • Author(s)
      西内巧
    • Total Pages
      192
    • Publisher
      雄山閣
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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