バイカル古人骨のゲノム解析可能性調査

• 研究領域: パレオアジア文化史学ーアジア新人文化形成プロセスの総合的研究
• 研究課題/領域番号: 17H05131
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 人文・社会系
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 木村 亮介 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00453712)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 古代DNA / ゲノム / シベリア / 集団 / 人類学 / 古人骨

研究実績の概要

【目的】本研究課題では、多数の古人骨試料を用いて低深度の次世代シーケンシング（NGS)を試みることで、全ゲノム解析に進むための可能性を調査することを目的とする。
【材料と方法】バイカル湖周辺から発掘された新石器時代～中世にかけての29個体の古人骨試料を採取した。このうち、頭蓋骨全体がよく保存されている個体については、写真撮影および三次元スキャナーを用いて三次元デジタル画像の取得を行なった。骨コラーゲンの抽出を行い、放射性炭素年代測定を行なった。骨片・歯試料からDNAを抽出し、NGS用DNAライブラリーを調整した。NGSは、Illumina MiSeqを用いて行なった。
【結果と考察】古人骨29個体に対してDNA抽出を試み、25個体からDNAを検出することができた。抽出DNAのピークサイズは、100kb以下のものがほとんどであり、DNAの断片化が進んでいることが示唆された。このうちDNA濃度が薄いものを除いて、20個体からDNAライブラリーを作成することに成功した。NGS解析の結果、ヒトゲノム配列へのマップ率が10％を超えたものは11試料あり、そのうちNovii Zagan遺跡（新石器時代）の1試料およびKalyonovo遺跡（中世）の1試料は60％を超えるマップ率であった。また、DNA断片末端の脱アミノ化パターンは、得られた配列が古代DNA由来であることを示した。これらの結果から、今回調べたシベリア古人骨はゲノム解析が十分に可能であることが示された。また、DNAライブラリー作成に成功した試料のうち、各遺跡から1～2個の試料について放射性炭素年代測定を行い、一番古い試料で紀元前約6000年、一番新しい試料で紀元約1200年であり、その間の時代における試料も揃っていることが確認された。今後、全ゲノム配列をできるだけ高深度で取得することを目指して解析を進めたい。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] IMBTS-SB-RAS(ロシア連邦)
• [国際共同研究] IMBTS of the Siberian Branch of the RASe(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Characterising private and shared signatures of positive selection in 37 Asian populations (2017)
  • 著者名/発表者名: Liu X, Yokota M (36人中21番目)
  • 雑誌名: European Journal of Human Genetics 巻: 25 号: 4 ページ: 499-508
  • DOI: 10.1038/ejhg.2016.181
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A missense variant, rs373863828-A (p.Arg457Gln), of CREBRF and body mass index in Oceanic populations. (2017)
  • 著者名/発表者名: Naka I, Furusawa T, Kimura R, Natsuhara K, Yamauchi T, Nakazawa M, Ataka Y, Ishida T, Inaoka T, Matsumura Y, Ohtsuka R, Ohashi J
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 印刷中 号: 9 ページ: 847-849
  • DOI: 10.1038/jhg.2017.44
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The fine-scale genetic structure and evolution of the Japanese population (2017)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Takeuchi, Tomohiro Katsuya, Ryosuke Kimura, Toru Nabika, Minoru Isomura, Takayoshi Ohkubo, Yasuharu Tabara, Ken Yamamoto, Mitsuhiro Yokota, Xuanyao Liu, Woei-Yuh Saw, Dolikun Mamatyusupu, Wenjun Yang, Shuhua Xu, Japanese Genome Variation Consortium, YikYing Teo, Norihiro Kato
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 11 ページ: e0185487-e0185487
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0185487
  • NAID: 120006892744
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Genome analysis of ancient humans in the Lake Baikal area. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kimura R, Sato T
  • 学会等名: International Workshop, Cultural History of PaleoAsia, Research Institute for Humanity and Nature, Kyoto, December 16-18, 2018
  • 国際学会
• [学会発表] バイカル古人骨のゲノム解析可能性調査（第4報） (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村亮介, 佐藤丈寛
  • 学会等名: 『文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究2016-2020：パレオアジア文化史学第6回研究大会』東京大学、2018年11月17-18日
• [学会発表] バイカル古人骨のゲノム解析可能性調査（第3報 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木村亮介
  • 学会等名: 『文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究2016-2020：パレオアジア文化史学第5回研究大会』名古屋大学、2018年5月12-13日
• [学会発表] Skin functions in Asian populations: An epistatic effect of ABCC11 and EDAR variants (2018)
  • 著者名/発表者名: Kimura R
  • 学会等名: The 5th Workshop of Biological Anthropologists, University of Oxford
  • 国際学会
• [学会発表] バイカル古人骨のゲノム解析可能性調査 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村亮介
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究2016-2020：パレオアジア文化史学第3回研究大会
• [学会発表] An epistatic effect of ABCC11 and EDAR variants on skin function (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura R
  • 学会等名: 日本遺伝学会第89回大会
  • 招待講演
• [学会発表] 顔面ポルフィリン量にみられる ABCC11 および EDAR のアジア特異的非同義変異の交互作用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村亮介, 伊佐睦実, 杉本親要, 石田肇
  • 学会等名: 第71回日本人類学会大会
• [学会発表] アジア人特異的 EDAR 1540C アリルと下顎大臼歯の歯根形態との関連 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片岡恵一, 木村亮介, 伊佐睦実, 川口亮, 後藤新平, 新崎章, 石田肇
  • 学会等名: 第71回日本人類学会大会
• [学会発表] 古代ゲノム解析から推定される北アジア人の人類集団史 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤丈寛, 安達登, 木村亮介, 米田穣, 太田博樹, 田嶋敦, 豊田敦, 松前ひろみ, 小金渕佳江, 清水健太郎, 埴原恒彦, ウェーバーアンジェイ, 加藤博文, 石田肇
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第62回大会
• [学会発表] バイカル古人骨のゲノム解析可能性調査（第2報） (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村亮介
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研究2016-2020：パレオアジア文化史学第4回研究大会
• [学会発表] アジア旧石器時代人類の形質、遺伝子にみられる地理的変異 (2017)
  • 著者名/発表者名: 澤藤りかい, 木村亮介, 太田博樹, 石田 肇
  • 学会等名: 文部科学省科学研究費補助金・新学術領域研2016-2020：パレオアジア文化史学第4回研究大会