縄文人ウイルスから紐解く古代人バイロームとウイルス進化

绳纹病毒揭示了古代人类病毒组和病毒进化

基本信息

批准号：
22KJ1416
负责人：
西村瑠佳
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The Graduate University for Advanced Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では縄文人の体内に存在していたウイルスを網羅的に同定し、長期的なウイルス進化過程を明らかにする。古代人骨や生物の遺物から取得される古代DNAを調べることによって、古代人の体内に存在したウイルスなどの存在を明らかにすることができる。古代人の体内には現代人と同様に多様なウイルスが存在し、バイロームと呼ばれるウイルス集団を形成していたと考えられる。特に歯や糞石などには古代人の口腔内や腸内の環境を反映したウイルスが多く存在していたと推測される。そこで、本研究では縄文人の歯や糞石から抽出された古代DNAを対象に全ゲノムシーケンシングを行い、ゲノムデータから縄文人の体内に存在したウイルスゲノムを調べた。糞石ゲノムデータの解析により、現代人の腸内に存在するウイルスと類似の断片配列を多数同定した。また、そのウイルスのホストの細菌や食物に由来すると推定される真核生物の配列と類似の断片配列も合わせて同定した。これによって今まで未解明だった縄文人の腸内環境について知見を得ることに成功した。また、歯髄のゲノム解析結果からは、多数の古代ウイルス配列を同定し、完全長に近いと推定される古代ウイルスゲノム配列も特定した。これらの同定されたウイルスを系統毎に分類し、バイロームの特徴付けも行ったところ、食生活などとの関連が示唆された。また、現代のウイルスの遺伝子を使って実験的にウイルス進化を調べる準備を行った。ウイルスの遺伝子はホストへの適応において重要な役割を担うが、相同性から遺伝子や機能を推定することは困難で、遺伝子と推定されたものの多くが機能未知である。ウイルス遺伝子同定とその発現状態を解析すべく、リボソームが翻訳を行っている領域のmRNA配列を同定するRibo-seq実験系を大腸菌を用いて確立した。今後確立された系を応用してウイルス遺伝子の発現状態を解析する予定である。

这项研究全面确定了乔蒙人体中存在的病毒，并阐明了病毒的长期演变。通过检查从古代人类骨骼和文物获得的古代DNA，可以阐明古代人体中的病毒和其他物质的存在。人们认为，像现代人类一样，古人中有各种各样的病毒，形成了称为bilome的病毒种群。人们认为，有许多病毒反映了古代人的口腔和肠道环境，尤其是牙齿和粪便。因此，在这项研究中，对从乔蒙人的牙齿和粪便中提取的古代DNA进行了整个基因组测序，并使用基因组数据检查了乔蒙人中发现的病毒基因组。粪便基因组数据的分析已用于识别许多类似于现代人类肠中的片段序列。我们还确定了类似于真核序列的片段序列，这些序列被认为是源自宿主病毒中细菌和食物的片段。这导致了获得有关乔蒙人肠道环境的知识的成功，而乔蒙人以前尚不清楚。此外，对纸浆的基因组分析的结果确定了大量的古代病毒序列，并且还鉴定了一个古老的病毒基因组序列，该序列估计接近全长。这些鉴定出的病毒是通过谱系分类的，并以bilome为特征，表明与饮食习惯和其他因素有关系。我们还准备使用现代病毒基因实验检查病毒进化。病毒基因在适应宿主的适应中起着重要的作用，但是很难根据同源性估计基因和功能，并且许多已推导的基因都是未知的。为了分析病毒基因鉴定及其表达状态，使用大肠杆菌建立了一个核糖 - 实验系统，以识别正在翻译核糖体的区域的mRNA序列。将来，我们计划使用已建立的系统分析病毒基因的表达状态。