2万年前の古代遺物から「触れていた古代人のDNA」を採取する新技術！

古代の人工物からヒトDNAを抽出する驚きの技術が確立されたようです。

独マックスプランク研究所（MPI）の進化人類学研究チームは、歴史的な遺物を傷つけることなく安全に環境DNAを取り出す方法を発見し、それを約2万年前のシカの歯で作られたペンダントに適用。

その結果、当時シベリアに住んでいた女性のDNAの採取に成功しました。

これは古代人の歯や骨だけでなく、先人たちの残した人工物もヒトDNAの供給源となることを示す貴重な成果です。

研究の詳細は、2023年5月3日付で科学雑誌『Nature』に掲載されています。

目次

• 古代の人工物からDNAを「洗い出す」方法を開発
• シカの歯ペンダントから「2万年前の女性DNA」を発見！

古代の人工物からDNAを「洗い出す」方法を開発

生きとし生けるものは細胞が壊れたり剥がれ落ちたりする際に、ヘンゼルとグレーテルのごとく、周囲に微かなDNAの足跡を残します。

こうした土壌や水中、大気、あるいは人工物といった環境中から採取できるDNAが「環境DNA（eDNA）」です。

近年では、これら環境DNAを見つけて採取する技術が驚くほど進歩しています。

たとえば、生体から直にDNAを採取する従来の方法では追跡が難しかった絶滅危惧種も、環境中のわずかな痕跡からその存在を確認できるようになったのです。

そして研究チームは今回、歴史的な人工物から安全に環境DNAを抽出する最新技術を確立しました。

古代人のDNAは一般に本人の歯や骨、毛髪から採取されます。

一方で、彼らの残した人工物は当時の暮らしや文化を知る手がかりにはなりますが、それを作ったり使った人を遺伝的に特定することは極めて困難でした。

しかし人工物に遺伝情報を含む皮膚細胞や血液、汗、唾液が付着していれば、DNAの採取も不可能ではありません。

そこでチームが開発したのは、リン酸塩ベースの特殊な化学物質に人工物を浸して、中に保存された環境DNAを洗い出すという方法です。

人工物の微小な穴に液体状の化学物質が浸透し、徐々に温度を上げることで、中に隠されたDNA断片が外に出てきます。

Credit: Elena Essel et al., Nature(2023)

研究主任のエレナ・エッセル（Elena Essel）氏は「これは古代遺物の洗濯機のようなもので、溶液の温度を高めることで遺物を一切傷つけることなく環境DNAを取り出せるのです」と説明します。

チームはこの手法を2019年にロシア南部アルタイ山脈にあるデニソワ洞窟で見つかった「シカの歯のペンダント」で実践することにしました。

シカの歯ペンダントから「2万年前の女性DNA」を発見！

こちらがシカの歯のペンダントです。

歯の上部には丸い穴が開いており、ここに紐を通してペンダントとして着用していたと見られます。

Credit: Elena Essel et al., Nature(2023)

理論的には、もし誰かがこのペンダントを肌身離さず身につけていたのであれば、彼もしくは彼女の皮膚や汗を吸収していると考えられます。

そこで先の新技法を適用した結果、エッセル氏いわく「まるでヒトの歯から採取したかのような驚くべき量のヒトDNAが抽出できた」のです。

Credit: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology（2023）

さらに性染色体（XXは女性、XYは男性）の数から、ヒトDNAは女性のものと特定されました。

加えて、DNAの配列が約1万7000年〜2万4000年前にシベリア東部に暮らしていた2つのヒト集団に酷似していたこと、それからシカの歯の年代測定そのものから、女性は約1万9000年〜2万5000年前に生きていたことが分かっています。

また現代のヒト集団と比較すると、ネイティブ・アメリカンと最もよく似た遺伝子を有していたそうです。

Credit: Richard G. Roberts（phys, 2023）

以上の結果は、シカの歯のペンダントが女性によって着用されているうちに、彼女の遺伝情報を封じ込めるロケットとなったことを示唆しています。

この驚くべき結果は「歴史的な人工物が古代人DNAの未開発の発掘源になる」という考えを研究者の間に広めるものです。

チームは現在、保管状態にあるより多くの遺物に対しても同様の技術を実践し、ヒトDNAの採取を進める計画を立てています。

環境DNAによって、今まで見過ごされてきた古代人の姿が浮き彫りになるかもしれません。

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参考文献

Ancient Woman’s DNA Recovered From 20,000-Year-Old Necklace Pendant https://www.sciencealert.com/ancient-womans-dna-recovered-from-20000-year-old-necklace-pendant Scientists recover an ancient woman’s DNA from a 20,000-year-old pendant https://phys.org/news/2023-05-scientists-recover-ancient-woman-dna.html Traces from the past https://www.eva.mpg.de/press/news/article/traces-from-the-past/

元論文

Ancient human DNA recovered from a Palaeolithic pendant https://www.nature.com/articles/s41586-023-06035-2