2015 Fiscal Year Research-status Report
次世代シークエンサーを用いた古代病原菌解析法の開発
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15K14615
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
篠田 謙一 独立行政法人国立科学博物館, その他部局等, 研究調整役 (30131923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神澤 秀明 独立行政法人国立科学博物館, 人類研究部, 研究員 (80734912)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 古代ＤＮＡ解析 / 次世代シークエンサー / 歯石 / バクテリアＤＮＡ / メタゲノム解析 / 縄文人 / 江戸時代人 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年は、古人骨から抽出したＤＮＡに含まれる病原菌の解析例として、２つのケースについて実験を行った。ひとつは歯石に含まれる細菌のＤＮＡの解析で、この分析に関してはオーストラリアのThe University of Adelaideとの共同研究を行っている。縄文時代人骨と江戸時代人骨合計８体から歯石を採取し、ＤＮＡを抽出後、ＰＣＲ法によってバクテリアのＤＮＡの増幅を試みた。その結果、いずれのサンプルからもバクテリアのＤＮＡの増幅が認められ、これらのサンプルに歯石由来のＤＮＡが含まれている可能性が示された。現在、これらのサンプルに関して次世代シークエンサを使った解析を実施しているところである。
もうひとつの例は、札幌医科大学に所蔵されている北海道の縄文晩期の人骨で、形態学的な研究によって，ポリオに罹患した可能性のあるとされている個体からＤＮＡを抽出し、メタゲノム解析を行ったものである。この個体の持つ形態学的な特徴がポリオによるものなのかは、異論もあり確定しているわけではない。そこでＤＮＡ分析によって、この問題を解決できるのかを検証することにした。ポリオは１本鎖のＲＮＡ型ウイルスなのでそのままの形で古代試料に残っているとは考えにくい。もしメタゲノム解析によって，他の病原菌が特定できればポリオ説を否定できる可能性がある。今回は、この個体の歯髄から抽出したＤＮＡを、Hiseq 2500を使ったゲノム解析を行った。現在、そのデータ解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
歯石の分析に関しては、オーストラリアのThe University of Adelaideの研究者と打ち合わせを行い，実験の手順について確認した。ＰＣＲ法を用いて、この歯石サンプルから抽出したＤＮＡ溶液に，口内細菌由来のバクテリアゲノムが含まれているかを検証した。その結果、縄文人と江戸時代人の双方にゲノムＤＮＡが含まれている事が判明した。そこで次世代シークエンサーを用いた網羅夷的なＤＮＡ配列決定を行っているところである。
北海道の縄文後期人入江９号人骨については、臼歯よりＤＮＡを抽出しライブラリを作成した。通常であれば、ヒトゲノムを用いたエンリッチを行うが、この個体では細菌のＤＮＡも含めたメタゲノム解析を行うので、そのままHiseqによるＤＮＡシークエンスを行った。現在、データ解析中であるが、得られた配列421メガリードのうちヒト由来のゲノムは役３％で、他の多くはバクテリアのゲノムだった。現在、その中に病原性を持つ細菌に由来するものがあるのか等の検索を行っている。
以上、初年度としては、ほぼ予定通りの進捗状況であるので、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、まずこれまでに得られたゲノムデータを解析する。このメタゲノムデータ解析によって、病原菌のゲノムが解析できるのかを検証する。これまで我々がゲノム解析をした縄文人では、場合によっては９０％以上のゲノムが細菌に由来するものだった。これまで、ヒトゲノムではないこれらのデータは、顧みることなく棄却していたが、今回の解析で、メタゲノムデータの解析法を確立できれば、これらのデータの再解析も視野に入れる。
更に、これまで手がけたサンプルの他に分析を計画しているのは、ハンセン氏病と結核菌のゲノムである。これらについても、形態学的にそれぞれの疾病を罹患していると判断された人骨からＤＮＡを抽出し、ライブラリを作成した後、次世代シークエンサーによる解析を予定している。結核に関しては江戸時代人骨を中心に複数個体の解析を行い、その病原菌の系統を解析する予定である。現代人の系統と比較する事で、古代の結核と現代のそれの系統に関する知見を得ることを目的とする。
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[Presentation] DNA analysis of Kaizuka skeletal remains excavated from Ie Island in Okinawa.2015
Author(s)
Shinoda, K., Kanzawa-Kiriyama, H., Adachi, N., Kakuda, T., Tamae, T., Doi, N.
Organizer
第69回日本人類学会総会
Place of Presentation
産業技術総合研究所 臨海副都心センター（東京都・港区）
Year and Date
2015-10-10
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