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

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。

粪化石是重要的考古文物，可以让我们推断过去人类的健康状况和卫生环境。其中，寄生虫感染是一种典型的疾病，可以通过粪便结石来判断。寄生虫对古代人类健康的影响可能比对现代人类的影响大得多。传统上，诸如鸡蛋之类的类群是通过在显微镜下直接观察粪化石含量来识别的。然而，存在一个问题，即识别的准确性受到鸡蛋的剩余状态和鸡蛋分类难度的影响。此外，与古代人类骨骼相比，粪化石的发掘非常罕见，因此全球范围内此类发掘的报道也很少。东亚地区古代传染病研究有限，尚无粪化石DNA传染病研究实例。近年来，DNA序列分析技术的进步带来了从文物中提取旧DNA（古代DNA）并分析其序列的方法的新发展。因此，在这个研究项目中，我们的目标是通过分析从日本列岛废墟中收集的粪化石中的寄生虫DNA来鉴定古代寄生虫的种类并恢复整个基因组序列。今年，从去年收集的粪化石中提取了 DNA，并使用 MiSeq 进行了测序。从目前已获得的粪化石DNA序列分析结果来看，粪化石DNA中含有大量来自土壤微生物的DNA，但也获得了以人类为宿主的寄生虫的DNA序列。为阐明古代人类的寄生虫感染提供了线索。但获得的序列数量较少，达不到基因组序列重建所需的序列数据量。研究计划是在今年进行到恢复寄生虫基因组的地步，但在此之前，需要通过实验来丰富目标序列，目前正在考虑这个方向。我们还正在创建一个寄生虫序列数据库，以进行有效的序列分析。由于数据库创建占用大量服务器计算资源，目前正在进行调整。

项目成果

遺伝子から考える 飲酒と霊長類の関係性

基于遗传学的饮酒与灵长类动物之间的关系

• 发表时间: 2021
• 作者: Kae Koganebuchi;Akio Tanino;Mayumi Ajimoto;Ken-ichi Inada;Takafumi Katsumura;Motoyuki Ogawa;Daisuke Waku;Minoru Yoneda;Hiroki Oota;小金渕佳江;小金渕佳江;小金渕佳江;小金渕佳江
• 通讯作者: 小金渕佳江

なぜ我々はワークフロー言語を書くのか－事例紹介: nf-core－

我们为什么要编写工作流语言？ - 案例研究：nf-core -

• 发表时间: 2021
• 作者: Kae Koganebuchi;Akio Tanino;Mayumi Ajimoto;Ken-ichi Inada;Takafumi Katsumura;Motoyuki Ogawa;Daisuke Waku;Minoru Yoneda;Hiroki Oota;小金渕佳江
• 通讯作者: 小金渕佳江

Searching for parasitic infection in the Japanese archipelago based on ancient DNA from paleofeces

基于古粪便中的古代 DNA 寻找日本列岛的寄生虫感染

• 发表时间: 2022
• 作者: Kae Koganebuchi;Akio Tanino;Mayumi Ajimoto;Ken-ichi Inada;Takafumi Katsumura;Motoyuki Ogawa;Daisuke Waku;Minoru Yoneda;Hiroki Oota
• 通讯作者: Hiroki Oota

進化から迫るヒトの食の多様性-酒とともに生きる:アルコール代謝に見る遺伝子と飲酒行動の多様性-

人类饮食的多样性源于进化 - 饮酒生活：酒精代谢中基因和饮酒行为的多样性 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Kae Koganebuchi;Akio Tanino;Mayumi Ajimoto;Ken-ichi Inada;Takafumi Katsumura;Motoyuki Ogawa;Daisuke Waku;Minoru Yoneda;Hiroki Oota;小金渕佳江;小金渕佳江;小金渕佳江
• 通讯作者: 小金渕佳江

Ancient parasitic infections in the Japanese archipelago are inferred using genomic analysis for paleofeces

利用古粪便基因组分析推断日本列岛的古代寄生虫感染

• 发表时间: 2022
• 作者: Kae Koganebuchi;Akio Tanino;Mayumi Ajimoto;Ken-ichi Inada;Takafumi Katsumura;Motoyuki Ogawa;Daisuke Waku;Minoru Yoneda;Hiroki Oota
• 通讯作者: Hiroki Oota