| 研究課題/領域番号 |
15K14615
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| 研究機関 | 独立行政法人国立科学博物館 |
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研究代表者 |
篠田 謙一 独立行政法人国立科学博物館, 研究調整役 (30131923)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 古代DNA解析 / 次世代シークエンサ / 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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| 研究実績の概要 |
本年度は、結核菌の検出を目的とした分析を行った。対象としたのは北海道利尻島の種屯内（タネトンナイ）遺跡から発掘された人骨で、形態学的な調査から結核に罹患した固体であると考えられている。利尻町博物館に収蔵されている種屯内人骨から歯のサンプルを採取し、DNAを抽出した。最初に、分析可能なDNAが含まれているかを確認するために、APLP法を用いてミトコンドリアDNAのハプログループを決定した。その結果、この人骨が持つハプログループはYであることが判明した。
次に、抽出DNAからライブラリを作成し、ミトコンドリアDNAをキャプチャした後に Miseq によるシークエンスを行ってミトコンドリアDNAの全配列を決定した。系統解析の結果、ハプログループはpre-Y1a2であることを確認した。また、このライブラリには充分な量のDNAが含まれていることが確認できたので、更に Hiseq による分析を行うことにした。分析では３つのライブラリを作製し、 Hiseq の２レーンを使った分析を行った。その結果、総数で893,786,196 本のreadsが得られた。更にヒトゲノムにmappingし, PCR duplicatesを除去後は19,424,713 readsが得られている。末端のダメージはヒトゲノムにマップしたリードにおいて確認されており、4.8%程度と古代人ゲノムの中ではかなり低いことから、保存状態の良さがわかる。現時点では結核菌ゲノムへのマッピングは行っていないが、ダメージはバクテリアゲノムにおいても同様と思われるので、結核菌のゲノムが抽出DNAに残存していれば、検出することが可能であると考えられる。なお、ヒトを対象としてコンタミ率を推定したところ、1%以下であり、ヒトゲノム分析を始め、バクテリアゲノム分析にも適していることが確認されている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
過去の二年間で、骨形態から病変が疑われる個体のゲノム解析を行ってきた。人骨に充分なゲノムが残っていない個体もあり、必ずしも病原菌の解析に充分な量のDNAデータを得られた訳ではない。しかし、今年度の研究で分析を手がけた利尻島種屯内人骨からは相当量のゲノムデータを取得することが出来た。そこで来年度は、このデータから結核菌のゲノムが抽出できるかを検討する。また場合によっては、江戸の結核を疑われるサンプルからも、同様の分析を行う予定である。解析のためのゲノムデータを蓄積することが出来たことから、ここまでの病原菌ゲノム解析の計画は順調に進んでいると考えている。
口腔の細菌叢に関する研究では、オーストラリア国立大学との共同研究で歯石からの細菌のゲノムデータを抽出する研究を進めている。抽出したDNAからPCR法で口腔細菌のゲノムを増幅することには成功しており、現在はその先の分析を進めている。また歯石に含まれる細菌のゲノム解析については、東京大学とも共同研究を行っており，科学博物館所蔵の縄文人と古墳時代人、江戸時代人の比較に着手したところである。こちらも最終年度には結果を出すことが出来ると考えており、これらの状況から研究は順調に進んでいると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
計画の最終年度である来年は、まずこれまで得られたゲノムデータから病原菌のゲノムデータを得ることを目的とする。結核菌のゲノムを決定できた場合は、現代の日本で認められる結核菌のゲノムとの比較を行い、北海道に入った結核菌が現在の日本列島に見られる系統とどのような関係にあるのかを調査する。
これまでの三年間で、それぞれ形態学的にハンセン氏病と結核菌に罹患していたと考えられる人骨からDNAを抽出し、ゲノム解析を行った。得られたゲノムデータを精査して、目的の細菌のゲノムが回収されているかを検討する。更に、国立科学博物館が所蔵する梅毒に罹患していると考えられる人骨に関しては、以前他機関の研究者と共同研究でNGSを用いた分析を行ったが失敗している。今年度、余裕があればDNAの回収方法を再検討して、もう一度実験を行う予定である。
歯石を用いた口腔の細菌叢に関する分析では、オーストラリア国立大学と縄文人骨と江戸人骨を用いた共同研究を行っている。また、東京大学とは、縄文・古墳・江戸の人骨を用いた同様の研究を進めている。今年度はそこからどのようなデータが得られたのかを検討し、歯石の解析が人類学や関連する分野にどのような知見をもたらすのかを明らかにする。
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