Reconstruction of parasitic infections among ancient peoples of the Japanese archipelago using DNA from paleofeces
| Project/Area Number |
21K13141
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 03060:Cultural assets study-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小金渕 佳江 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10753593)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 古代ゲノム / 寄生虫 / 糞石 / 古代DNA / 衛生環境 / 感染症 / 進化 |
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| Outline of Research at the Start |
考古遺物の一つである糞石に含まれる寄生虫卵や幼虫は、当時の健康状態や衛生環境を推定する指標となりうる。本研究は、日本列島の糞石DNAに含まれる寄生虫を復元し、当時の生活環境や古代人の健康に与えた影響の解明を目的に、短いDNA断片の配列解析に適した次世代シーケンサー（NGS）による糞石DNA配列解析を行う。配列情報から、種の同定や古代と現代の寄生虫の系統関係、病態に影響を与える遺伝子の差異を考察する。東アジアにおける糞石DNA感染症研究は例がなく、本応募研究はこの地域での生活環境の解明や感染症の広がりを明らかにする一助となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
糞石は過去のヒトの健康状態や衛生環境を推察することができる重要な考古遺物である。なかでも寄生虫感染症は糞石から推定できる代表的な疾患と言える。寄生虫は、現代人と比べて古代人では彼らの健康に遥かに大きな影響を与えていた可能性がある。伝統的な手法では、糞石内容物を顕微鏡で直接観察することにより卵などの分類群を同定してきた。しかし、その残存状態や卵の分類の難易度によって同定の確度が左右されてしまうという課題があった。また糞石の出土事例は古人骨に比べるととても少ないため、世界的に見てもその報告例は少ない。東アジアにおける古代感染症に関する研究は限られており、糞石DNA感染症研究に至ってはその例がない。近年ではDNA配列解析技術の発展により、遺物から古いDNA（古代DNA）を抽出する方法や、その配列解析方法が新展開を迎えている。そこで本研究課題では、日本列島の遺跡で収集された糞石からの寄生虫DNAの解析により古代寄生虫の種同定及び全ゲノム配列の復元を目指す。
本年度は、昨年度に収集した糞石よりDNAを抽出しMiSeqで配列解析を実施した。これまでに得られた糞石由来DNAの配列解析結果を見ると、糞石由来DNAには土壌微生物由来DNAが多く含まれるが、ヒトをホストととする寄生虫のDNA配列も得られており、糞石DNAから古代人の寄生虫感染症を解明する糸口が得られている。ただ得られた配列数は少なく、ゲノム配列復元に必要な配列データ量には達していない。研究計画では、本年度は寄生虫のゲノム復元まで進める予定だったが、その前に目的配列を実験的に濃縮する必要が生じており、この方向性を検討している状況である。また、配列解析を効率良く行うための寄生虫配列データベースを作成中である。データベース作成にはサーバの計算資源を多く使うため、その調整を現在実施中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は次世代シーケンサーで解析したDNA配列を用いて寄生虫のゲノム復元を行う予定だったが、その絶対量が少ないことが判明した。よってゲノム復元のために目的配列を実験的に濃縮する必要が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
古代寄生虫由来のDNA配列が非常に少ないことがわかったため、古代寄生虫ゲノムの復元目標ゲノム領域を絞る。まずはミトコンドリアDNA配列にフォーカスを当てて、ゲノム復元を検討する。その配列を大量に得るために、実験的にDNA配列を濃縮のためのRNAプローブ作成を行う。それを用いて目的配列を濃縮したのちに次世代シーケンサーで配列決定、そしてミトコンドリアDNA配列に基づいた系統解析を目標とする。また海外でサンプル収集ができるの可能性が出てきたため、日本列島のデータとの比較のために早期のサンプリング実施を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] An analysis of the demographic history of the risk allele R4810K in RNF213 of moyamoya disease.2021
Author(s)
K. Koganebuchi, K. Sato, K. Fujii, T. Kumabe, K. Haneji, T. Toma, H. Ishida, K. Joh, H. Soejima, S. Mano, M. Ogawa, H. Oota
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Journal Title
Annals of Human Genetics
Volume: 1-12
Issue: 5
Pages: 1-12
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Exploring correlations in genetic and cultural variation across language families in Northeast Asia.2021
Author(s)
H. Matsumaea*, P. Ranacher*, P. E. Savage*, D. E. Blasig, T. E. Curriej, K. Kognebuchi, N. Nishidal, T. Sato, H. Tanabe, A. Tajima, S. Browno, M. Stoneking, K. K. Shimizua, H. Oota*, and B. Bickel*
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7(34)
Issue: 34
Pages: 9223-9223
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Ancient parasitic infections in the Japanese archipelago are inferred using genomic analysis for paleofeces2022
Author(s)
Kae Koganebuchi, Akio Tanino, Mayumi Ajimoto, Ken-ichi Inada, Takafumi Katsumura, Motoyuki Ogawa, Daisuke Waku, Minoru Yoneda, Hiroki Oota
Organizer
Insights Into Human History in the Eurasian Stone Age: Recent Developments in Archaeology, Palaeoanthropology, and Genetics
Related Report
Int'l Joint Research
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