古代のDNAで人類の歴史を読み解く

古代のDNAで人類の歴史を読み解く生物学

今年は、ヒトゲノムの解読から20周年。

これを記念して、中国科学院脊椎動物古生物学研究所(IVPP)のFu Qiaomei教授率いる研究チームは、古代DNA(aDNA)、すなわち過去の生物の遺骸から得られたDNAの分野における最新の進展をレビューしました。

このレビューは、「Insights into Human History from the first 10 years of ancient human genomics」と題され、9月23日付のScience誌に掲載されました。

古代のDNA研究は、短いDNA断片から始まり、その後、ハイスループット・シーケンシング(HTS)技術が広く適用されたことにより、進展しました。

2010年には、ネアンデルタール人、デニソワ人、グリーンランドの4千年前の現代人の3種類の古代人ゲノムのドラフトが発表され、古代DNA研究の新しい時代が始まりました。

絶滅した旧人(ネアンデルタール人とデニソワ人)のゲノムが再構築されたのです。

重要なのは、デニソワ人が初めて古代DNAデータのみで同定されたことです。

この2つの系統は、現代人から約55万年前に分離し、その後、約40万年前にお互いに分離しました。

古代DNA解析の結果、古人と現代人は550年前に分離した後もお互いに孤立していたわけではないことがわかりました。

古人(ネアンデルタール人とデニソワ人)と現代人の間には、複数の導入波が見られます。

さらに、ネアンデルタール人の母親とデニソワ人の父親を持つ約50歳の古人(デニソワ11)が示すように、2つの古人の系統はそれぞれの間で混血していました。

初期の現代人の集団については、遺伝学的なデータからアフリカが起源であると考えられています。

しかし、アフリカ人の祖先の起源を特徴づける単一のモデルを決定することは依然として困難です。

いずれにしても、初期現代人の祖先を構成する5つの主要な枝が、アフリカで短期間のうちに分かれ始めたことは確かです。

ユーラシア大陸では、初期の現代人のゲノムデータが得られています。

これらのデータから、いくつかの初期現代人の系統が明らかになりました。

その中には、後世の集団との遺伝的連続性が認められないものもあれば、古代北シベリア人、古代ヨーロッパ人、古代アジア人など、現代の人類と遺伝的につながっている可能性のあるものもあります。

時が経つにつれ、ユーラシア大陸では、人口構造の増加、人口の相互作用の増大、移民の増加が起こりました。

「最終氷期最盛期(LGM)と呼ばれる厳しい時代には、ヨーロッパ、東アジア、シベリアで人口の変化が見られます。最終氷期最盛期(LGM)後の温暖で安定した気候の中で、人類は拡大し、移住し、交流していったのです。」とFU氏は述べています。

古代のDNA研究は、人類の歴史に対する理解を効果的に広めました。

しかし、私たちはまだ表面の下に潜っただけです。

もっと努力しなければなりません。

そのためには、30万年以上前のアフリカ、アジア、オセアニアなどの地域のゲノムをさらに採取すること、プロテオミクス、アイソトープ、マイクロバイオミクス、エピジェネティックデータなど、他の古代の分子情報を活用して古代DNA研究の範囲をさらに拡大すること、適応的な変異体をさらに調査することなどが必要です。

人類の歴史に対する理解を深めるだけでなく、古代DNA研究は人類の生物学に対する理解も深めてきました。

人類が大昔のような極端な環境や感染症にどのように適応してきたのかを探ることは、将来、気候変動やさらなるパンデミックなどの新たな課題に立ち向かうためにも有効です。

Published by Chinese Academy of Sciences. Yichen Liu et al, Insights into human history from the first decade of ancient human genomics, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abi8202

 

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