古代日本列島人の寄生虫感染症の復元に関する糞石DNA解析

• 研究課題/領域番号: 21K13141
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分03060:文化財科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小金渕 佳江 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10753593)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 古代ゲノム / 糞石 / 感染症 / 寄生虫 / 環境DNA / メタゲノム解析 / 縄文 / 琉球 / 古代DNA / 衛生環境 / 進化

研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

近年、古代DNA研究分野において過去の感染症の実態を明らかにする研究が進みつつある。ペストや結核など広く知られた感染症が研究対象になることが多いが、寄生虫もヒトに身近な感染症である。そこで糞石由来DNAを用いた古い時代の寄生虫分析を試みた。その結果、寄生虫由来と推定されるDNA断片の検出に成功し、時代や地域によって異なる寄生虫が広がっていた可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、糞石中のDNAから寄生虫の痕跡を明らかにすることで、日本列島における過去の衛生環境や感染症の広がりを復元する新たな手法を示した。寄生虫感染の地域的・時代的差異は、ヒトと寄生虫の相互関係や生活様式、移動・交流の痕跡を映し出すものであり、環境の変遷とあわせて古代の生活環境を立体的に捉える手がかりとなる。これにより、ヒトという存在をより多面的に理解するための基盤が築かれる。

研究成果

• [雑誌論文] Metagenomic analyses of 7000 to 5500 years old coprolites excavated from the Torihama shell-mound site in the Japanese archipelago (2024)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, L., Tanino, A., Ajimoto, M., Katsumura, T., Ogawa, M., Koganebuchi, K., Waku, D., Kumagai, M., Sugimoto, R., Nakaoka, H., Oota, H., & Inoue, I.
  • 雑誌名: PloS one 巻: 19(1) 号: 1 ページ: 0295924-0295924
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0295924
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Demographic history of Ryukyu islanders at the southern part of the Japanese Archipelago inferred from whole-genome resequencing data. (2023)
  • 著者名/発表者名: Koganebuchi, K., Matsunami, M., Imamura, M., Kawai, Y., Hitomi, Y., Tokunaga, K., Maeda, S., Ishida, H., Kimura, R.
  • 雑誌名: Journal of human genetics 巻: 68 号: 11 ページ: 759-767
  • DOI: 10.1038/s10038-023-01180-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete mitochondrial genome sequencing reveals double-buried Jomon individuals excavated from the Ikawazu shell-mound site were not in a mother–child relationship (2022)
  • 著者名/発表者名: D. Waku, K. Koganebuchi, T. Gakuhari, M. Yoneda, O. Kondo, T. Masuyama, Y. Yamada*, H. Oota*
  • 雑誌名: Ａｎｔｈｒｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 130 号: 1 ページ: 39-45
  • DOI: 10.1537/ase.220129
  • ISSN: 0918-7960, 1348-8570
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole-Genome Sequencing of a 900-Year-Old Human Skeleton Supports Two Past Migration Events from the Russian Far East to Northern Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Takehiro、Adachi Noboru、Kimura Ryosuke、Hosomichi Kazuyoshi、Yoneda Minoru、Oota Hiroki、Tajima Atsushi、Toyoda Atsushi、Kanzawa-Kiriyama Hideaki、Matsumae Hiromi、Koganebuchi Kae、Shimizu Kentaro K、Shinoda Ken-ichi、Hanihara Tsunehiko、Weber Andrzej、Kato Hirofumi、Ishida Hajime
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 13 号: 9 ページ: 192-192
  • DOI: 10.1093/gbe/evab192
  • NAID: 120007170565
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An analysis of the demographic history of the risk allele R4810K in RNF213 of moyamoya disease. (2021)
  • 著者名/発表者名: K. Koganebuchi, K. Sato, K. Fujii, T. Kumabe, K. Haneji, T. Toma, H. Ishida, K. Joh, H. Soejima, S. Mano, M. Ogawa, H. Oota
  • 雑誌名: Annals of Human Genetics 巻: 1-12 号: 5 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1111/ahg.12424
  • NAID: 120007168800
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exploring correlations in genetic and cultural variation across language families in Northeast Asia. (2021)
  • 著者名/発表者名: 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*
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 7(34) 号: 34 ページ: 9223-9223
  • DOI: 10.1126/sciadv.abd9223
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ゲノム解析から見るヒトの多様性 (2025)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 清泉女学院中学高等学校研究室訪問セミナー
• [学会発表] 私たちはどんな生物か？ゲノムが明かすヒトの軌跡 (2024)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 埼玉県立越谷北高等学校 SSH講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 特別講演I「東アジアにおけるヒトの地域性を探るゲノム多様性研究」 (2024)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 日本DNA多型学会第33回学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム解析で紐解くヒトの進化と多様性 (2024)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 東京大学理学部で考える女子中高生の未来2024 ONLINE
  • 招待講演
• [学会発表] Human genomic insights into the historical population dynamics of the Ryukyu Islands, Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Kae Koganebuchi
  • 学会等名: the International Conference of the Korean Society for Molecular and Cellular Biology 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 日本列島を中心としたヒト移住史のゲノム学研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 日本考古学協会2023年度宮城大会
  • 招待講演
• [学会発表] The peopling of Eurasia and the Americas inferred from human genome analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Koganebuchi, K., Oota, H.
  • 学会等名: XXI INQUA Congress
  • 国際学会
• [学会発表] 南太平洋ヒト集団を対象とした糞便 DNA メタバーコーディングによる植物性摂食物同定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小金渕 佳江, 所谷 敬司, 熊谷 真彦, 勝村 啓史, 梅_ 昌裕, 太田 博樹
  • 学会等名: 第77回日本人類学会大会
• [学会発表] 生物人類学におけるヒトのゲノム研究倫理 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 第76回日本人類学会大会・第38回日本霊長類学会大会連合大会
• [学会発表] Searching for parasitic infection in the Japanese archipelago based on ancient DNA from paleofeces (2022)
  • 著者名/発表者名: Kae Koganebuchi, Akio Tanino, Mayumi Ajimoto, Ken-ichi Inada, Takafumi Katsumura, Motoyuki Ogawa, Daisuke Waku, Minoru Yoneda, Hiroki Oota
  • 学会等名: The 22nd Congress of the INDO-PACIFIC PREHISTORY ASSOCIATION
  • 国際学会
• [学会発表] Ancient parasitic infections in the Japanese archipelago are inferred using genomic analysis for paleofeces (2022)
  • 著者名/発表者名: Kae Koganebuchi, Akio Tanino, Mayumi Ajimoto, Ken-ichi Inada, Takafumi Katsumura, Motoyuki Ogawa, Daisuke Waku, Minoru Yoneda, Hiroki Oota
  • 学会等名: Insights Into Human History in the Eurasian Stone Age: Recent Developments in Archaeology, Palaeoanthropology, and Genetics
  • 国際学会
• [学会発表] なぜ我々はワークフロー言語を書くのか－事例紹介: nf-core－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 2021年日本バイオインフォマティクス学会年会・第10回生命医薬情報連合学連合大会
• [学会発表] 東アジアにおけるヒト多様性の成立過程を集団遺伝学解析により推定する (2021)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 2021年度日本冷凍空調学会年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] 進化から迫るヒトの食の多様性-酒とともに生きる:アルコール代謝に見る遺伝子と飲酒行動の多様性- (2021)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 第75回日本人類学会大会
• [学会発表] 遺伝子から考える 飲酒と霊長類の関係性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 学会等名: 第 11 回 応用生理人類学研究センター講演会
  • 招待講演
• [図書] 月刊「細胞」2024年12月臨時増刊号 パレオゲノミクスで見えてきた人類進化（分担執筆） (2024)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: ニュー・サイエンス社
• [備考] 淡青 vol.48 [ 特集 ] トイレと東大
  • URL: https://www.u-tokyo.ac.jp/ja/about/public-relations/tansei.html