Reconstruction of parasitic infections among ancient peoples of the Japanese archipelago using DNA from paleofeces

利用古粪便 DNA 重建日本列岛古代民族的寄生虫感染

• 批准号: 21K13141
• 负责人: 小金渕 佳江
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13141/
• 关键词: 古代ゲノム; 寄生虫; 糞石; 古代DNA; 衛生環境; 感染症; 進化; 古代ゲノム; 寄生虫; 糞石; 古代DNA; 衛生環境; 感染症; 進化

糞石は過去のヒトの健康状態や衛生環境を推察することができる重要な考古遺物である。なかでも寄生虫感染症は糞石から推定できる代表的な疾患と言える。寄生虫は、現代人と比べて古代人では彼らの健康に遥かに大きな影響を与えていた可能性がある。伝統的な手法では、糞石内容物を顕微鏡で直接観察することにより卵などの分類群を同定してきた。しかし、その残存状態や卵の分類の難易度によって同定の確度が左右されてしまうという課題があった。また糞石の出土事例は古人骨に比べるととても少ないため、世界的に見てもその報告例は少ない。東アジアにおける古代感染症に関する研究は限られており、糞石DNA感染症研究に至ってはその例がない。近年ではDNA配列解析技術の発展により、遺物から古いDNA（古代DNA）を抽出する方法や、その配列解析方法が新展開を迎えている。そこで本研究課題では、日本列島の遺跡で収集された糞石からの寄生虫DNAの解析により古代寄生虫の種同定及び全ゲノム配列の復元を目指す。本年度は、昨年度に収集した糞石よりDNAを抽出しMiSeqで配列解析を実施した。これまでに得られた糞石由来DNAの配列解析結果を見ると、糞石由来DNAには土壌微生物由来DNAが多く含まれるが、ヒトをホストととする寄生虫のDNA配列も得られており、糞石DNAから古代人の寄生虫感染症を解明する糸口が得られている。ただ得られた配列数は少なく、ゲノム配列復元に必要な配列データ量には達していない。研究計画では、本年度は寄生虫のゲノム復元まで進める予定だったが、その前に目的配列を実験的に濃縮する必要が生じており、この方向性を検討している状況である。また、配列解析を効率良く行うための寄生虫配列データベースを作成中である。データベース作成にはサーバの計算資源を多く使うため、その調整を現在実施中である。

粪便是可以推断过去人类健康和卫生环境的重要考古伪像。寄生虫感染尤其是典型的疾病，可以从粪便结石中估计。寄生虫对古代人的健康产生的影响可能比现代人更大。传统技术通过直接观察显微镜下的粪便含量来鉴定出鸡蛋。但是，存在一个问题，即鉴定的准确性取决于残留状态和对卵进行分类的困难。此外，与古代人类骨骼相比，挖掘粪便的爆炸很少，因此，即使看着世界，也很少有报道情况。东亚古代传染病的研究是有限的，在研究粪便唇道DNA传染病的研究中，没有这样的研究的例子。近年来，随着DNA序列分析技术的发展，从文物中提取旧DNA（古代DNA）及其序列分析方法的方法已经进行了。因此，在这个研究主题中，我们旨在通过分析日本群岛废墟中收集的粪便中的寄生虫DNA来鉴定古代寄生虫的物种，并恢复整个基因组序列。今年，从去年收集的粪便中提取DNA，并使用Miseq进行了序列分析。查看到目前为止获得的粪源性DNA的序列分析结果，尽管粪岩衍生的DNA包含大量的土壤微生物中的大量DNA，但它还提供了人类托管的寄生虫的DNA序列，为阐明远古人的寄生虫感染提供了线索。但是，获得的序列数量很少，并且基因组序列恢复所需的序列数据量尚未达到序列数据的量。该研究计划计划今年继续恢复寄生虫基因组，但是在此之前，有必要在实验中集中目标序列，并正在研究该方向。此外，目前正在创建一个寄生虫序列数据库，以有效地执行序列分析。由于服务器的计算资源用于创建数据库，因此正在进行调整。