古代土壌DNAを用いた遺跡の居住環境の復元

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20J00078
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 総合研究大学院大学
• 研究代表者: 澤藤 りかい 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 特別研究員(CPD) (50814612)
• 研究期間 (年度): 2020-04-24 – 2025-03-31
• キーワード: 古代ＤＮＡ / 古代土壌ＤＮＡ / 生物考古学

研究実績の概要

過去のヒトの居住環境を、古代土壌DNAを用いて分析・復元する手法を確立する。具体的には、遺構の各区画(炉・トイレ・ゴミ捨て場・柱跡など)から土壌を採取し、DNA抽出・配列解析(ショットガンシーケンス)を行う。これによって、(1)各区画の使われ方によって、DNA構成にどのような違いが出てくるのか(各区画 のマーカーとなるDNAの探索)、(2)古代土壌DNAから、当時の食物・住居の素材・寄生虫などの衛生環境の情報が得られるのか、を検証する。この手法を複数の遺跡に適用し、その有効性を検証するとともに、最終的には、古代土壌DNA解析から当時の居住環境を復元することを目指す。 当該年度は前年度に続き、新型コロナウイルス感染症の影響のため、サンプリングや実験、研究打ち合わせのための出張などに影響を受けたが、総合研究大学院大学において遺跡からの土壌DNA抽出を行った。2021年9月からはコペンハーゲン大学に移動し、学振CPDの主要渡航期間を開始した。コペンハーゲン大学では既に採取した土壌サンプルから古代DNAを抽出する工程を自動化し、さらに迅速に実験をすすめることが可能となった。また、前年度に得られた土壌DNAの配列解析のため、大学や遺伝研スパコンで実施するための配列解析パイプラインの作成を行った。更により詳細な遺跡利用の解明のため、ヒトDNAのターゲットキャプチャのベイトも作成し、複数の遺跡にこの手法を適用した。その結果、埋葬された人骨の周辺土壌からはヒトのミトコンドリアDNAが解析できた一方で、遺跡の居住跡からはヒトDNAをほとんど得ることができなかった。

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

主要渡航先のコペンハーゲン大学において、実験の自動化装置や大学内の大規模サーバーの利用が可能になったため、今年度は実験と解析を順調に進めることができた。

今後の研究の推進方策

今後は自動化実験によって得られた土壌DNA配列の解析を行うと共に、ターゲットキャプチャのテスト実験を行い、その有効性を検証する。

研究成果

• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
  • 国名: デンマーク
  • 外国機関名: コペンハーゲン大学
• [雑誌論文] A review of the spread and habitat of the genus Homo (2022)
  • 著者名/発表者名: Sawafuji Rikai、Tsutaya Takumi、Ishida Hajime
  • 雑誌名: Anthropological Science (Japanese Series) 巻: 130 ページ: 55～74
  • DOI: 10.1537/asj.220214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Faecal proteomics as a novel method to study mammalian behaviour and physiology (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsutaya Takumi、Mackie Meaghan、Sawafuji Rikai、Miyabe‐Nishiwaki Takako、Olsen Jesper V.、Cappellini Enrico
  • 雑誌名: Molecular Ecology Resources 巻: 21 ページ: 1808～1819
  • DOI: 10.1111/1755-0998.13380
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison of Periodontal Bacteria of Edo and Modern Periods Using Novel Diagnostic Approach for Periodontitis With Micro-CT (2021)
  • 著者名/発表者名: Shiba Takahiko、Komatsu Keiji、Sudo Takeaki、Sawafuji Rikai、Saso Aiko、Ueda Shintaroh、Watanabe Takayasu、Nemoto Takashi、Kano Chihiro、Nagai Takahiko、Ohsugi Yujin、Katagiri Sayaka、Takeuchi Yasuo、Kobayashi Hiroaki、Iwata Takanori
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: 723821
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.723821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ethics of DNA research on human remains: five globally applicable guidelines (2021)
  • 著者名/発表者名: Alpaslan-Roodenberg, S., Anthony, D., Babiker, H., Banffy, E., Booth, T., Capone, P., Deshpande-Mukherjee, A., Eisenmann, S., Fehren-Schmitz, L., Frachetti, M., Fujita, R., Frieman, C. J., Fu, Q., Gibbon, V., Haak, W., Hajdinjak, M., Hofmann, K. P., Holguin, B., Inomata, T.,..., Sawafuji, R., et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 599 ページ: 41～46
  • DOI: 10.1038/s41586-021-04008-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] アジア東部のホモ属に関するレビュー. (2021)
  • 著者名/発表者名: 澤藤りかい, 蔦谷匠, 石田肇
  • 雑誌名: パレオアジアA01班2019年度研究報告 巻: 0 ページ: 101-112
• [学会発表] 古代の病原体DNA解析;その動向と評価について (2022)
  • 著者名/発表者名: 澤藤りかい
  • 学会等名: 人文学のための古代DNAセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 現代人歯石からの食物DNA解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 澤藤りかい・上原麗・加藤均・植田信太郎・木村亮介・石田肇
  • 学会等名: 日本人類学会大会