Multi-profiling of Jomon people's nutrition, hygiene, and health status by coprolite genome analysis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19289
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Oota Hiroki 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40401228)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅崎 昌裕 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (30292725) ; 澤藤 りかい 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 日本学術振興会特別研究員(CPD) (50814612) ; 和久 大介 東京農業大学, 国際食料情報学部, 助教 (60793578) ; 熊谷 真彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 主任研究員 (80738716)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 糞石 / ゲノム / DNAキャプチャー法 / NGS / 古環境 / 超微量DNA / 環境DNA / 生態

Outline of Final Research Achievements

In this study, we worked on the development and improvement of the technology for extracting DNA from coprolites and performing genome analysis using next generation sequencers. Previously, we have performed the PCR amplicon sequencing method, and identified DNAs derived from plant foods at the "family" or "genus" level. To improve it to identify at the “species” level, we applied the DNA capture method. A certain level of DNA concentration is required for DNA capture, but in the case of coprolites, the amount of DNA obtained was remarkably small. We have achieved this by optimizing the conditions specifically for such ultra-small amounts of DNA.

Free Research Field

ゲノム人類学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境（湖沼や河川の水、空気、土壌）中に存在するDNAを分析する技術（環境DNA分析）は、生態系における個体数や生物分布の把握などの情報を得る目的で、広く応用さている。私たちの研究グループは過去10年以上、古人骨DNA分析に取り組んできたが、糞石に残存するDNAは、より微量で難易度が高い。糞石は過去の生物の糞便であるが、ほぼ土壌と同化しており、いわば古代環境DNA分析である。この技術は学術的な応用範囲は広く、目に見える形で生物遺物が残っていないような古い時代の堆積土壌などのDNA分析などへも応用も可能である。過去の環境のゲノム情報は、現在の環境を知るリファレンスとしても重要な意味を持つ。