Ancient DNA

BY admin
|
他の言語:
English
See also ISOGG list of forensic and ancient DNA laboratories

Ancient DNA (aDNA) とは、何十年も、何百年も、時には何千年も前に死んだ試料から抽出したDNAを調べることを指します。 例えば、考古学的発見物、博物館標本、化石遺体、その他の珍しい標本から回収されたDNAの分析が含まれる。 一般に、これらの標本は、遺伝学やゲノム研究のために保存されていたわけではありません。 aDNAの抽出に用いられる技術は、従来の新鮮なDNA抽出技術が使用できない程度にDNAが劣化しているあらゆる状況に適用可能である。

Techniques

古代のDNAを抽出するためには様々な技術が必要であり、抽出はaDNA専門の研究所で行う必要がある。 新鮮なDNAサンプルはマイクログラムのオーダーになる。 もし研究室がナノグラムやピコグラムの低レベルの外来DNAにさらされた場合、その汚染は結果に現れない。

DNA抽出の問題は、DNAが非常に複雑な構造をしており、生物が死ぬとすぐにバクテリアによって分解され、死体が腐敗してしまうことです。 また、DNAが「風雨」にさらされたり、防腐剤のような化学物質が存在すると、その劣化は加速されます。 aDNAが発見された最古の標本は、標高の高い、涼しく乾燥した気候の場所にあることが多く、バクテリアの働きを抑え、熱や湿気からDNAを遠ざけています。 YのDNA分析は、その6000万塩基対の中の特定の領域から、分析のために十分なDNAを抽出することにかかっています。 非常に劣化した遺体では、分析に十分な量の正しい Y が生き残る可能性は極めて低いのです。

ミトコンドリア DNA (mtDNA) を識別するために十分に回収できる可能性ははるかに高くなります。 このため、研究所にとっては使えるDNAを抽出するのが簡単ですが、家系図作成者にとっては、女性の系統をたどらなければならないので、かなり大変です。 細胞あたり最大1,000個のミトコンドリアが存在し、それぞれが16,569塩基対のゲノムを5～10個ずつ持っている。 したがって、mtDNAゲノムは細胞あたり10,000個も存在することになる。 その結果、ひどく劣化した遺体から mtDNA を回収できる確率がはるかに高くなる。

エンバーミングはさらに問題を引き起こす。 防腐処理液に含まれるホルムアルデヒドは、DNAを変性させるだけでなく、DNA鎖をそれ自身や他のDNA鎖と交差結合させ、あたかもダクトテープを丸めたような状態にするのである。 この損傷は永久的なものです。 ホルムアルデヒドは酸化してパラホルムアルデヒドになり、抽出時に使用するプロテイナーゼKを阻害する可能性がある。 つまり、防腐処理された遺骨の場合、酸化ホルムアルデヒドの存在による抽出プロセスの阻害に加えて、腐敗に関わるバクテリアの作用による劣化、外気にさらされることによる劣化という問題を克服しなければ、aDNAを抽出することはできないのです。 ホルムアルデヒドによって形成された架橋を切断しようとするプロトコルが開発されています。 骨粉を電子レンジで加熱し、温度サイクルを行うものです。 残念ながら、非常に壊れやすい試料では、このプロトコルはDNAも破壊してしまう可能性があります。 より効果的なのは、骨粉をPBS溶液に浸して、パラホルムアルデヒドを上部に浮かせ、骨粉を下部に沈める方法である。 パラホルムアルデヒドを除去すると、残った骨粉は脱灰処理によって溶解し、防腐処理の影響を受けていない骨基質の奥に潜むDNAが放出される。 これにより、aDNAの収量は2倍になります。

aDNAを探すのに最も適しているのは、錐体骨の中です。 歯も古代のDNAを探すのに好都合である。 エナメル質は体内で最も硬い物質で、DNAは含まれていないが、その中の象牙質を物理的に保護し、象牙質の中のDNAを保護するのに役立つのである。 大腿骨や他の長骨など、他の密度の高いコンパクトな骨も使用できる。

Methodology

  • Marx V (2017). 遺伝学：古代DNAからの新しい物語。 ネイチャー・メソッズ 14: 771-774. 2017年7月24日オンライン公開。 現在の古代DNAのメトドロジーと知見の概要
  • Hansen HH , Damgaard PB , Margaryan A et al (2017)． 撫で肩の骨と歯のセメント質における古代DNA保存の比較。 PLOS One published online January 27 2017.
  • Orlando L, Gilbert MTP, Willerslev E (2015). 古代のゲノムとエピゲノムの再構築. ネイチャー・レビューズ・ジェネティクス. 2015年06月09日オンライン公開
  • Raff, Jennifer (2014). 古代のDNA研究が正当なものであるかどうかを見分けるには？ Violent Metaphors blog, 7 February 2014
  • Rohland N and Hofreiter M (2007)。 骨や歯からの古代のDNA抽出。 Nature Protocols 2 1756-1762.

Published online: 12 July 2007 | doi:10.1038/nprot.2007.247

  • Gilbert, M TP; Bandelt H-J, Hofreiter M, Barnes I (2005)（2007）. 古代 DNA 研究の評価。 Trends in Ecology and Evolution 20 (10): 541-544.
  • Pääbo S. Poinar H, Serre D, Jaenicke-Despres V, Hebler J, Rohland N, Kuch M, Vigilant L, Hofreiter M (2004)。 古代DNAからの遺伝的解析。 Annual Review of Genetics 38: 645-679（遺伝学の年報）。 真正性の基準に関する概要を含む。
  • Cooper, A and Poinar, HN (2000). 古代のDNA。 Do It Right or Not at All. Science; 289 1139.

Databases

  • BODIES – The British and Irish On-line Database Index to Excavated human remainS
  • Evidence of the past: a map and status of ancient remains in the USA
  • Jean Manco.Butterprise.Inc （英語）。 古代DNAの紹介（Internet Archiveより）。 故Jean Manco氏が管理するAncestral Journeysのサイト。 様々な古代DNAの研究結果を記した表へのリンクがある。 歴史上および先史時代の人骨から抽出されたミトコンドリアおよびY染色体ハプログループのチャートなど
  • Dienekesのブログから古代DNA Y染色体研究のリスト

News stories

The Spitalfields Princess

Spitalfields Marketのローマ墓地から「Spitalfields Princess」が発見される。 1999年、BBCのテレビ番組「Meet the Ancestors」で取り上げられました。

  • Digging up the Romans:
  • Girl power by Jenny Hall Classical Association News Number 24, June 2001.
  • Roman “yuppie” had Spanish Genes Steve Connor, The Independent, 2nd August 1999.

Roman remains from Butt Road Cemetery, Colchester, Essex, England

  • Colchester Man
  • Patricia Smith.Of America, USA.Inc. “ロマノ・ブライトン “の遺伝子の秘密。 古い骨からの新しいデータ”. The Colchester Archaeologist, Number 11, 1998, 18-19.
  • Nina Crummy, Philip Crummy and Carl Cross. Excavations of Roman and later cemeteries, churches and monastic sites in Colchester, 1971-88 (46 megabytes)

Other news stories

  • Eske Willerslev Is Rewriting History With DNA by Carl Zimmer, New York Times, 16 May 2016.によるもの。
  • What’s old is new again by Bob Grant, The Scientist, 1 June 2015.
  • Ancient DNA tells a new human story by Matt Ridley, Wall Street Journal, 1 May 2015.より引用。
  • ヒトの進化。 the Neanderthal in the family by Ewen Callaway, Nature News and Comment, 2014年3月26日
  • Cleaning up ancient DNA
  • Tooth gives up oldest human mtDNA
  • Extinct cave bear mtDNA sequencing
  • Genetic characterization of body attributed to evangelist Luke

    • Unraving the mummy mystery -…。 using DNA

  • The mitochondrial lineage of Ötzi is not like other Europeans
  • King Tut’s family secrets and Curse of the Pharaoh’s DNA
  • “Better” DNA out of fossil bone by Alison Ross.による、化石の骨からのDNA。 BBC News, 19 September 2005
  • Ancient hair gives up its DNA secrets by Anna Salleh, ABC Science Online, 22 June 2004

Scientific papers

  • Wagner JK et al (2020)（2005． 古代DNAの責任ある研究を育む。 American Journal of Human Genetics 107 (2): 183-195.
  • Kivisild T (2017)． 古代DNAによるヒトY染色体変異の研究． ヒューマン・ジェネティクス. 2017年3月4日オンライン公開。 有用なレビュー記事です。
  • Krause J, Pääbo S (2016). 遺伝子のタイムトラベル。 Genetics 203(1): 9-12.
  • From mammoths to Neandertals, ancient DNA unlocks the mysteries of the past A special issue of Science devoted to ancient DNA, 23 July 2015.を参照。
  • Ancient DNA: the first 30 decades A discussion meeting issue of the Royal Society’s Philosophical Transactions B organised and edited by Erika Hagelberg, Michael Hofreiter and Christine Keyser
  • Luca Ermini, Clio Der Sarkissian, Eske Willerslev, Ludovic Orlando.による、古代DNAに特化した特集号です。 人類進化における主要な変遷の再検討: 古代DNAへのオマージュ. ジャーナル・オブ・ヒューマン・エボリューション（インプレス）. 2014年12月19日オンライン公開。 優れた包括的な総説。
  • Guido Brandt, Szécsényi-Nagy, Christina Roth, Kurt Werner Alt, Wolfgang Haak (2014). ヨーロッパの人類古遺伝学-既知のものと既知の未知のもの． Journal of Human Evolution (in press). 2014年11月13日オンライン公開。 主にミトコンドリアDNAとY-DNAによる古代DNAの知見に焦点を当てた総説。
  • Pickrell J, Reich D (2014). 古代DNAが伝えるヒト遺伝子の新たな歴史と地理学に向けて。 Trends in Genetics 2014; 30 (9): 377-389（購読申し込みが必要です）。 BioRxiv.よりプレプリントとして入手可能
  • Ermanno Rizzi, Martina Lari, Elena Gigli, Gianluca De Bellis and David Caramelli. 古代のDNA研究：古いサンプルに対する新しい視点. Genetics Selection Evolution 2012, 44:21. 古代DNA研究の歴史に関する非常に優れた総説。
  • Christiane Maria Bauera, Martin Bodnera, Harald Niederstättera, Daniela Niederwiesera, Gabriela Hubera, Petra Hatzer-Grubwiesera, Karl Holubarb, Walther Parsona. オーストリアの守護聖人レオポルド3世の分子遺伝学的調査. Forensic Science International Genetics, 8 November 2012.
  • Haak W, Balanovsky O, Sanchez JJ et al. Ancient DNA from European Early Neolithic Farmers Reveals Their Near Eastern Affinities PLoS Biol 2010 8(11): e1000536. doi:10.1371/journal.pbio.1000536.
  • Melchior L, Kivisild T, Lynnerup N, Dissing J, 2008.K., Lynnerup, Dissing J, 2008. デンマーク・バイキング時代の骸骨から、1000年間人間に触られなかった本物のDNAが検出された証拠。 PLoS ONE 3(5): e2214.
  • Kemp BM, Malhi RS, McDonough J et al. アラスカ産完新世初期骨格の遺伝子解析とアメリカ大陸への入植への示唆. Am J Phys Anthropol 2007 Apr;132(4):605-21.

プロジェクト

  • ローマDNAプロジェクト
  • スイスミイラプロジェクト

続報

  • 有名mtDNAに関するISOGGのページ

    • 。

  • ISOGG page on ancient mtDNA
  • Wikipedia list of haplogroups of historical and famous figures
  • Wikipedia article on ancient DNA
  • How long does DNA last? by Forrest Wickman. Slate, 5 February 2013.

Books

  • Terry Brown, Kerry Brown.著『DNAはいつまで続くのか？ 生物分子考古学: イントロダクション. Wiley-Blackwell, February 2011.
  • Elizabeth Matisoo-Smith and K. Ann Horsburgh. 考古学者のためのDNA. Left Coast Press, November 2012.
  • Svante Pääbo. ネアンデルタール人：失われたゲノムを求めて. Basic Books, New York, 2014.

Blog posts

  • Digging up your ancestors – citizen science meets ancient DNA by Maurice Gleeson, DNA and Family Tree Research, 11 August 2020.
  • 生活の中のaDNA by Tom Booth.The DNA in the Life by Tom Booth. Day of Archaeologyウェブサイト、2017年7月28日.
  • The hype cycle of ancient DNA by Patrícia Pečnerová, The Molecular Ecologist, 2017年4月20日.
  • Petrous bone is the new black by Patrícia Pečnerová, The Molecular Ecologist, 22 February 2016.
  • Palaeogenomes – are they influencing us a bit too much? by Tom Gilbert, OpenQuaternary Discussions blog, 6 October 2014.より引用。
  • Day 1 at the Royal Society’s 2013 Ancient DNA meeting by Debbie Kennett, Cruwys News blog, 21 November 2013.
  • Day 2 at the Royal Society’s 2013 Ancient DNA meeting by Debbie Kennett, Cruwys News blog, 21 November 2013. 2013年11月21日.

フォーラムとソーシャルメディア

  • Facebook Ancient DNA Group
  • Google+ Ancient DNA Community

リソース

  • Ancient European ancient DNA A Eupedia page showing Y-?ヨーロッパにおける古代DNAサンプルのDNAおよびmtDNAハプログループ頻度
  • Map of ancient DNA 現在までに発見されたすべての古代DNAサンプルの位置と説明を示したオープンソースの地図。
  • Online Ancient Genome Repository 古代人のDNAデータのオープンアクセスレポジトリー。
  • Ancient DNA samples on GedMatch Felix Immanuel氏が公開されている古代DNA生ファイルを加工し、GEDMatchにアップして比較している。

  • Famous DNA も参照してください。 はじめに
  • Ancient DNA
  • Celebrity DNA
  • Contested or debatable DNA
  • Mitochondrial DNA
  • Neanderthal DNA
  • Royal DNA
  • US Presidential DNA

    • Y-chromosome DNA

も参照してください。