Genetic diversity and physical changes associated with human dispersal and the development of complex societies

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Integrative Human Historical Science of "Out of Eurasia": Exploring the Mechanisms of the Development of Civilization
• Project/Area Number: 19H05737
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 瀬口 典子 九州大学, 比較社会文化研究院, 准教授 (10642093)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 五十嵐 由里子 日本大学, 松戸歯学部, 講師 (60277473) ; 石井 敬子 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (10344532) ; 勝村 啓史 北里大学, 医学部, 准教授 (10649544) ; 松永 昌宏 愛知医科大学, 医学部, 講師 (00533960) ; 水野 文月 東邦大学, 医学部, 助教 (50735496) ; 山本 太郎 長崎大学, 熱帯医学研究所, 教授 (70304970)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: 適応進化 / 遺伝的多様性 / 適応候補遺伝子 / 感染症 / 拡散の歴史 / 健康の歴史 / 人口動態 / 文化的適応と身体変化

Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、コロナ禍のため当初予定していたアメリカ大陸での古人骨データ収集が不可能となったため、文化的適応と身体変化の代価案として、瀬口と研究協力者の米元は、九州大学博物館所蔵の鹿児島種子島広田遺跡の頭蓋骨3次元データを収集し、必要なデータ処理を行い、人為的な頭蓋骨変形の可能性のある頭蓋骨後頭部3次元形態の定量化を試みた。五十嵐は人口構造・人口動態を解明するため、人骨から妊娠出産の回数（多寡）を推定する方法を確立し、先史時代の人口構造の復元を試みた。AIによる年齢推定方法も開発中である。
山本はCOVID-19感染拡大で、計画していたアンデス高地での疫学調査が実施できなかったため、チベット高地の人々のEPAS1遺伝子とEGLN1遺伝子の遺伝的多型、ヘモグロビン動態にみられた性差、自己免疫疾患発症促進の可能性について、身体の環境適応の状態とその破綻が及ぼす影響を明らかにするための研究を進めた。
水野はメキシコ・テオティワカン遺跡ならびにペルー・タンタリカ遺跡から出土した古人骨のDNA分析を進め、これまでに構築してきた手法をよりブラッシュアップし、これらのミトコンドリアゲノムのほぼ全塩基配列を決定することに成功した。さらに核ゲノム分析も実施した。
石井と松永は、日本人大学生のDNAを採取し、男性においてハプログループD-M55系統を調べ、体格、親しい友人の数、孤独感、主観的幸福感などの心理・生理学的指標を得点化し、ハプログループD-M55遺伝子多型を持っている男性が、出ユーラシアに関連する新奇性追求特性といった心理・生理学的特性を持っているかを検討した。
勝村はモデル動物メダカとヒトでの新奇性追求行動に関わる遺伝子進化に共通性を期待し，新奇性追求行動に関わる遺伝子の探索とその進化パターンの推定のためゲノム編集による新奇性追求行動関連遺伝子の機能解析に取り組んだ。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2020年度はCOVID-19感染拡大のため、当初予定していた国内、海外調査が不可能な状況となった。そのため、新しいデータを収集できたメンバーもいるが、各メンバーはこれまでに取得したデータの解析を行った。B03班のメンバーは、人為的頭蓋骨変形の3次元形態解析と健康指標データの生物考古学的分析; 骨学的方法を用いた人口構造分析およびAI を用いた古人骨の年齢推定方法の開発; 感染症の実相、環境適応の人類学的解析; 新大陸ならびに日本列島から出土した古人骨を用い、母系のミトコンドリアゲノム情報ならびに、父系・母系の核ゲノム情報を用いた解析; 身体の状態を実験的に変化させることができる駆血用自動調圧装置を導入し、身体の状態が認知機能に与える影響についての実験を実施; 出ユーラシア関連の心理・行動に関する適応候補遺伝子の推定および解析を実施; 最後に、15個の新奇性追求行動関連遺伝子についてゲノム編集メダカを作成し，その機能解析を行うとともに，原因変異を見つけるためのQTL解析を南日本メダカを用いて再実施した。コロナ禍で計画変更する必要があったが、全体として進捗状況はおおむね達成できている。全メンバーは、新学術領域・出ユーラシア主催のオンライン国内全体会議での発表、オンライン学会発表、原著論文の出版、アウトリーチ活動を活発に行った。班研究会をオンラインで主催し、研究結果を定期的に発表しあった。また、他班のメンバーとユニット活動「ドメスティケーション」、「人間生物学」も始め、岩波「科学」で「ドメスティケーション」の特集を出版した。

Strategy for Future Research Activity

COVID-19感染拡大のため、当初予定していた一連の国内、海外調査が可能になるかどうか、はなはだ不透明な状況にあるが、海外調査ができない場合も、現在取得しているデータ、および海外の共同研究者から共有されたデータを用いて分析を進める。瀬口は人為的な頭蓋骨変形の3次元データの収集と分析を続け、変形させた頭蓋形態のパターン等を分析、身体を人工的に変形させた目的・意義と文化・社会との関連を検討する。五十嵐は骨学的方法を用いた人口構造分析およびAIを用いた古人骨の年齢推定方法の開発を行う。
山本は感染症の実相、環境適応の人類学的解析を続ける。高地適応した人々のヘモグロビン動態にみられた性差を検証し、女性に何が起きているのかを明らかにしていく。また、低酸素環境での適応と自己免疫疾患等の発症の可能性について解析を続けていく。水野は昨年度から引き続き本年度も、新大陸ならびに日本列島から出土した古人骨を用い、母系のミトコンドリアゲノム情報ならびに、父系・母系の核ゲノム情報を用いた解析を、研究協力者・植田と共に実施する。なお、ゲノム分析に関する研究倫理ならびに遺伝子解析とも審査済である。松永は身体の状態を実験的に変化させることができる駆血用自動調圧装置を導入し、身体の状態が認知機能に与える影響についての実験を行う。石井は出ユーラシア関連の心理・行動に関する適応候補遺伝子の推定および解析を実施する。勝村は15個の新奇性追求行動関連遺伝子についてゲノム編集メダカを作成し，その機能解析を行うとともに，原因変異を見つけるためのQTL解析を南日本メダカを用いて再実施する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] The University of Montana, Missoula(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: The University of Montana, Missoula
• [Journal Article] Unique hemoglobin dynamics in female Tibetan highlanders. (2021)
  • Author(s): Arima, H., Nakano, M., Koirala, S., Ito, H., Pandey, B. D., Pandey, K., Wada, T., & Yamamoto, T.
  • Journal Title: Tropical Medicine and Health Volume: 49 Pages: 2
  • DOI: 10.1186/s41182-020-00289-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Swinging for the fences vs. advancing the runner: Culture, motivation, and strategic decision making. (2021)
  • Author(s): Chuang, R., Ishii, K., Kim, H. S., & Sherman, D. K.
  • Journal Title: ocial Psychological and Personality Science. Volume: 13(1) Pages: 91-101
  • DOI: 10.1177/1948550621999273
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The number of SNPs required for distinguishing Japanese from other East Asians. (2021)
  • Author(s): Mizuno, F., Naka, I., Ueda, S., Ohashi, J., Kurosaki, K.
  • Journal Title: Legal Medicine Volume: 49 Pages: 101849
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2021.101849
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Canagliflozin Suppresses Atrial Remodeling in a Canine Atrial Fibrillation Model. (2021)
  • Author(s): Nishinarita, R., Katsumura, T. et al.
  • Journal Title: Journal of the American Heart Association Volume: 10(2) Pages: e017483
  • DOI: 10.1161/JAHA.119.017483
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Implications of human activities for（re）emerging infectious diseases, including COVID-19. (2021)
  • Author(s): Sabin, N. S., Calliope, A. S., Simpson, S.V., Arima, H., Ito, H., Nishimura, T., Yamamoto, T
  • Journal Title: Journal of Physiological Anthropology Volume: 39 Pages: 29
  • DOI: 10.1186/s40101-020-00239-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Craniofacial and Postcranial Survey of North and South American Inhabitants from the Perspective of Possible Old World Ancestors. (2021)
  • Author(s): Seguchi N, Qyintyn CB
  • Journal Title: Landscape, monuments, arts, and rituals out of Eurasia in bio-cultural perspectives February 27-28, 2020 Volume: 1 Pages: 202-215
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Telomere shortening as a stress-related biomarker in children exposed to maternal chronic stress in utero measured 7 years after the Great East Japan Earthquake. (2021)
  • Author(s): Takahashi, S., Arima, H., Nakano, M., Ohki, T., Morita, J., Tabata, K., Takayama, Y., Tanno, K., Yamamoto, T
  • Journal Title: Psychiatric research Volume: 295 Pages: 113565
  • DOI: 10.1016/j.psychres.2020.113565
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chronic stress and age-related pattern of blood pressure: a cross-sectional study in rural China. (2021)
  • Author(s): Yazawa, A., Inoue, Y., Raopin, T., Yamamoto, T., Watanabe, C
  • Journal Title: American Journal of Human Biology Volume: 33(1) Pages: e23449
  • DOI: 10.1002/ajhb.23449
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 双生児モデルによる 下顎隆起の遺伝性の分析 (2021)
  • Author(s): 五十嵐由里子・近藤信太郎
  • Journal Title: 日大口腔科学 Volume: 47 Pages: 109-118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] メソアメリカの共生するヒ トと動物たち：新たな「ドメスティケーション」パラダ イムへ (2021)
  • Author(s): 杉山奈和・杉山三郎
  • Journal Title: 科学 Volume: 91(2) Pages: 193-199
• [Journal Article] 人骨が語るヒトと社会の変化 (2021)
  • Author(s): 瀬口典子・上岡寛
  • Journal Title: 科学 Volume: 91(2) Pages: 186-191
• [Journal Article] Antenatal Care Visits and Adverse Pregnancy Outcomes at a Hospital in Rural Western Province, Rwanda. (2020)
  • Author(s): Akintije, C. S., Yorifuji, T., Wada, T., Mukakarake, M. G., Mutesa, L., & Yamamoto, T.
  • Journal Title: Acta Medica Okayama Volume: 74 (6) Pages: 495-503
  • DOI: 10.18926/AMO/61209
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Behavioural responses and anxiety symptoms during the coronavirus disease 2019（COVID-19） pandemic in Japan: A large scale cross-sectional study. (2020)
  • Author(s): Cai, G., Lin, Y., Lu, Y., He, F., Morita, K., Yamamoto, T.
  • Journal Title: Journal of Psychiatric Research Volume: 136 Pages: 296-305
  • DOI: 10.1016/j.jpsychires.2021.02.008
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Establishing a Preservation Index for Bone, Dentine, and Enamel Bioapatite Mineral Using ATR-FTIR. (2020)
  • Author(s): France, C., Sugiyama, N. and Aguayo, E.
  • Journal Title: Journal of Archaeological Science: Reports Volume: 33 Pages: 102551
  • DOI: 10.1016/j.jasrep.2020.102551
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ancient Jomon genome sequence analysis sheds light on migration patterns of early East Asian populations. (2020)
  • Author(s): Gakuhari, T., Nakagome, S., Rasmussen, Sato, T., Matsumae, H., Koganebuchi, K., Schmidt, R., Kondo, O., Yoneda, M., Kimura, R., Ishida, H., Tsurumoto, T., Hanihara, T., Willerslev, E., Sikora, M., Oota, H et al.,
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 3 Pages: 437
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01162-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Pregnancy parturition scars in the preauricular area and the association with the total number of pregnancies and parturitions. (2020)
  • Author(s): Igarashi, Y., Shimizu, K., Mizutaka, S., & Kagawa, K
  • Journal Title: American Journal of Physical Anthropology Volume: 171(2) Pages: 260-274
  • DOI: 10.1002/ajpa.23961
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Socioeconomic status and cultural differences (2020)
  • Author(s): Ishii, K., & Eisen, C.
  • Journal Title: Oxford Research Encyclopedia of Psychology Volume: 1 Pages: 583
  • DOI: 10.1093/acrefore/9780190236557.013.584
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Material Study of Green Stone Artifacts from a Teotihuacan Complex. (2020)
  • Author(s): Manrique-Ortega, M. D., A. Mitrani, E. Casanova-Gonzlez, G. Pez-Ireta, M. A. Garca-Bucio, I. Rangel-Chvez, V. Aguilar-Melo, O. G. de Lucio, Ruvalcaba-Sil, J. L., Sugiyama, N., and Sugiyama, S.
  • Journal Title: Materials and Manufacturing Processes Volume: 35 (13) Pages: 1431-1445
  • DOI: 10.1080/10426914.2020.1743855
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A study of 8,300-year-old Jomon human remains in Japan using complete mitogenome sequences obtained by next-generation sequencing. (2020)
  • Author(s): Mizuno, F., Taniguchi, Y., Kondo, O., Hayashi, M., Kurosaki, K., Ueda, S
  • Journal Title: Annals of Human Biology Volume: 47(6) Pages: 555-559
  • DOI: 10.1080/03014460.2020.1797164
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A biomolecular anthropological investigation of William Adams, the first SAMURAI from England (2020)
  • Author(s): Mizuno, F., Ishiya, K., Matsushita, M., Matsushita, T., Hampson, K., Hayashi, M., Tokanai, F., Kurosaki、K., Ueda, S.
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 10 (1) Pages: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-020-78723-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Domesticated landscapes of the neotropics: Isotope signatures of human-animal relationships in pre-Columbian Panama. (2020)
  • Author(s): Sugiyama, Nawa, Mara Fernanda Martnez-Polanco, Christine A.M. France, and Richard G. Cooke
  • Journal Title: ournal of Anthropological Archaeology Volume: 59 Pages: 101195
  • DOI: 10.1016/j.jaa.2020.101195
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Fertility and survivorship in Jomon and Yayoi populations. (2020)
  • Author(s): Igarashi, Y., Shimizu, K., & Mizutaka, S.
  • Organizer: The 89th annual meeting of the American Journal of Physical Anthropology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantification of spinal curvature and identification of its candidate genes in wy medaka (Oryzias latipes) (2020)
  • Author(s): Katsumura, T., Shimada, N., Uchida, K., Nishimaki, T., Takaso, M., & Ogawa, M.
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
• [Presentation] Rosette agent (Sphaerothecum denstruens) infection in laboratory medaka (2020)
  • Author(s): Nishimaki, T., Katsumura, T., Nemoto, N., Fujitani, K., Oota, H., Oga, A.,et al.
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A forensic approach to the Aoya-Kamijichi skeletal assemblage (2020)
  • Author(s): Padgett, B. D. & Seguchi, N
  • Organizer: The 74th Anthropological Society of Nippon Annual Meeting
• [Presentation] Health inequalities as seen through social status and regional trends during the Edo period in the Japanese archipelago (2020)
  • Author(s): Tomita, H., & Seguchi, N
  • Organizer: he 89th Annual meeting of the American Association of Physical Anthropologists
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 150 years of research on the origins of the Japanese: Colonialism and neo-colonialism (2020)
  • Author(s): Seguchi, N
  • Organizer: The 89th Annual meeting of the American Association of Physical Anthropologists
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] AIの歯科医学への応用 (2020)
  • Author(s): 五十嵐由里子・近藤信太郎・金子美泉・粟飯原萌・吉川優・内木場文男
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [Presentation] 人骨に現れる性差 (2020)
  • Author(s): 五十嵐由里子
  • Organizer: 第15回人類学関連学会協議会（CARA）合同シンポジウム
• [Presentation] 腸骨耳状面の形態を用いた年齢推定方法の改良 (2020)
  • Author(s): 五十嵐由里子・清水邦夫・香川幸太郎・水高将吾
  • Organizer: 第74回日本人類学会大会
• [Presentation] AIの歯科医学への応用 (2020)
  • Author(s): 五十嵐由里子・近藤信太郎・金子美泉・内木場文男
  • Organizer: 第62 回歯科基礎医学会学術大会
• [Presentation] 歯科医学への人工知能の応用 (2020)
  • Author(s): 五十嵐由里子・近藤信太郎
  • Organizer: 日本大学口腔科学会
• [Presentation] wavyメダカにおける脊柱弯曲の定量解析と原因遺伝子変異の探索 (2020)
  • Author(s): 勝村啓史・島田直英・西槇俊之・内田健太郎・高相晶士・小川元之
  • Organizer: 第35日本整形外科学会基礎学術集会
• [Presentation] 姥山B９住居跡および加曾利北Ⅱ-29住居跡から出土した縄文人骨のDNA分析について (2020)
  • Author(s): 水野文月
  • Organizer: 日本考古学協会第86回総会
• [Presentation] 伝・三浦按針墓から出土した人骨のDNA分析 (2020)
  • Author(s): 水野文月, 他7名
  • Organizer: 第29回日本DNA多型学会学術集会
• [Presentation] ヒメダカ集団においてヒエラルキー形成がオスとメスの社会関係に与える影響 (2020)
  • Author(s): 山下 萌絵・渡部遼馬・安齋賢・勝村啓史・御輿真穂・竹内秀明
  • Organizer: 日本動物学会 第91回大会
• [Presentation] パンデミック対策 そしてウイルスとの共生 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 長崎県町村会 緊急トップセミナー
  • Invited
• [Presentation] with コロナ時代の見取り図 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 九州大学アジア・オセアニア教育研究機構（Q-AOS)シンポジウム 感染症と生きる コロナから学ぶ持続可能な社会とは
  • Invited
• [Presentation] with コロナ時代の見取り図 感染症と共に生きる時代のSOCIAL DESIGN and LIFE DESIGN (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 日本WHO協会×Jaih-s
  • Invited
• [Presentation] ウイルスとの共生から考える地域医療 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 第4回日本地域医療連携システム学会
  • Invited
• [Presentation] Withコロナ時代の羅針儀 都市と感染症 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 都市史学会大会
  • Invited
• [Presentation] with コロナ時代の見取り図. 人と動物、生態系の健康はひとつ (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: ワンヘルスシンポジウム～ポストコロナ時代の感染症と生物多様性保全～ WWFジャパン
  • Invited
• [Presentation] withコロナ社会の見取り図 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: withコロナ社会の福祉教育・ボランティア学習の価値と実践の問い直し」公開研究会（日本福祉教育・ボランティア学習学会)
  • Invited
• [Presentation] 「新型コロナウイルスと社会のあり方」―柔軟な社会づくりを目指して― (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 第28 回 地域を活かす科学技術政策研修会（公益財団法人 全日本科学技術協会)
  • Invited
• [Presentation] 感染症の今後 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Organizer: 第94回日本細菌学会総会
  • Invited
• [Presentation] ヒメダカ集団のヒエラルキー形成に関わる脳の分子基盤の解明 (2020)
  • Author(s): 渡部遼馬・勝村啓史・安齋賢・御輿真穂・竹内秀明
  • Organizer: 日本動物学会 第91回大会
• [Presentation] 「人種優劣」と植民地主義につながった自然人類学と遺骨返還問題 (2020)
  • Author(s): 瀬口典子
  • Organizer: 大阪大学COデザインセンター主催第24回研究会
  • Invited
• [Presentation] 遺骨返還運動と先住民コミュニティから学ぶ：調査する側とされる側の相互関係 (2020)
  • Author(s): 瀬口典子
  • Organizer: 第12回人骨問題を考える公開学習会, 京都大学
  • Invited
• [Book] サイエンス超簡潔講座 感染症 (2021)
  • Author(s): 山本太郎
  • Total Pages: 184
  • Publisher: ニュートンプレス
  • ISBN: 978-4-315-52355-3
• [Book] ウイルス・感染症と「新型コロナ」後の私たちの世界 (2020)
  • Author(s): 山本太郎
  • Total Pages: 192
  • Publisher: 新日本出版社
  • ISBN: 978-4-406-06551-1