ネアンデルタール人のDNA、骨のなかった洞窟で初めて発見

長い一日の狩猟を終えて、洞窟の奥でうずくまって傷を拭うネアンデルタール人。グループの他のメンバーは、骨や石で作られた道具を使って肉をきれいにした後、たき火で肉を調理します。宴会の後、部族の最後のヒト科動物は、山に掘られた穴で排便するために残りの人々が出発するのを待ちます。グループは今後数か月間そこに戻ることはありません。洞窟内には彼らの存在を示す化石の残骸はなく、その地域を彼らが通過したことに関する手がかりを与える可能性のある骨やその他の化石もありません。

前の場面はおそらく、数千年前に世界のさまざまな地域の多くの場所で起こった可能性があります。これまで科学者たちは、アタプエルカなどの洞窟で見つかった生物の遺跡を分析することで、人類の進化を研究することができた。研究者たちは、何千年も保存されてきた骨から、私たちの種の歴史を追跡するためにDNA を抽出することに成功しました。しかし、私たちの祖先の化石が発見された場所の数はかなり少なく、保存された生物学的遺物がなければDNAを検出することが不可能であるため、この種の研究は大幅に制限されています。

本日サイエンス誌に掲載された新しい研究では、ネアンデルタール人やデニソワ人などの人類の祖先や他の種のDNAを、骨のなかった場所から初めて発見することに成功した。人類進化の研究にとって完全に革命的なこの進歩は、 CSIC 、オビエド大学、ポンペウ・ファブラ大学進化生物学研究所のスペイン人科学者も含む国際チームによって開発された革新的な技術のおかげで可能になりました。 。

私たちの先祖の存在をたどる

「私たちは、8つの遺跡の堆積物に含まれるミトコンドリアDNAを抽出することができました。現在に至るまで、そのDNAは常にネアンデルタール人、デニソワ人、その他の原人科の遺体から得られたものです」と科学博物館のCSIC研究員であるアントニオ・ローサスは説明する。研究に参加したHipertextual . Naturales de Madroid氏に。ミトコンドリア DNAは、私たちが母親から受け継いだ細胞小器官であるミトコンドリアの遺伝情報を運ぶ分子です。核 DNAとは異なり、ミトコンドリア染色体は環状構造をしており、「文字」の数がはるかに少ないため、分析が容易です。

「人間の活動の痕跡がある発掘調査の数と比較して、化石の遺跡が保存されている場所の割合は非常に低いです」と電話の向こうでローザス氏は言います。例を挙げると、現在の人類の祖先がそこにいたことがわかっているアルタミラに似た洞窟がたくさんあり、アタプエルカなどの人類の化石が確認されている遺跡もあります。古代の生物学的遺跡がかなり少ないことを考えると、数千年前の DNAを特定できる可能性は、私たち自身の歴史の研究における飛躍を意味します。

『サイエンス』誌に掲載された研究論文の著者らによると、今後は、想像上の洞窟のように、明らかに私たちの祖先の遺骨が存在しない場所でも、古代のDNAを探すことが可能になるという。ローザス氏は、前記遺伝物質は古代ヒト科の傷跡や排便の残骸、あるいは食べられて死体が腐乱した動物から得られた可能性があると指摘している。電話の向こう側で、アントニオ・ロサスは、彼らが考案した「堆積物からミトコンドリアDNAを採取する」技術は、化石遺跡がかなり限られていた更新世または氷河期における真の革命を表していると主張した。 「論理的には、現在の時代に近づくほど、より多くの遺跡が見つかるでしょう」と科学者は言います。

研究者らは、ヨーロッパとアジアの異なる場所にある 8 つの遺跡から、 55 万年前から 1 万 4,000 年前の間の 85 個の堆積物サンプルを分析しました。研究チームは、エル・シドロン（アストゥリアス州）を含む、ロシア、フランス、クロアチア、ベルギー、スペインにあるさまざまな洞窟を調査した。この技術の主な目新しい点は、これまで廃棄されていた土壌堆積物を利用できることです。土壌堆積物には、実際にその土地に住んでいた生物の DNA 配列が含まれている可能性があります。サイエンス誌の研究では、ネアンデルタール人やデニソワ人に対応する遺伝子配列に加え、調査対象地域の一部でハイエナ、馬、牛、鹿、犬などの動物のミトコンドリアDNAも発見された。

アストゥリアスのエル・シドロン洞窟の場合、科学者たちは単一の堆積物サンプルを分析し、ホモ・ネアンデルターレンシスのミトコンドリアDNAが陽性であることが判明した。この遺跡では、研究者らはこれまでに13人の異なる個体の化石を発見している。アントニオ・ロサスは、エル・シドロンで見つかったDNAが彼らの一部に相当するのか、あるいは逆に研究された遺伝子配列が14番目の原人に属しているのかはまだ分からないと指摘する。同専門家はニューロストリームに、彼の研究では個体ではなく異なる種を識別するために特定のミトコンドリアDNA配列を探していたことを考えると、まだそれを確認することは不可能であると説明している。

ローザスによれば、ミトコンドリア DNA は最もよく知られており、研究が容易なゲノムであるため、この技術はまさにミトコンドリア DNA の「釣り」に基づいています。 「方法論が進歩すれば、おそらく遺伝子配列の無差別検索が可能になるでしょう」とマドリッド自然科学博物館の CSIC 研究者は前進する。ローザス氏は、将来的には大規模配列決定やバイオインフォマティクス解析などの技術を利用して、この種の研究を拡大することも可能になるだろうと指摘する。科学者たちは、サンプルを採取するために適切な衣服と保護具を着用して細心の注意を払わなければならなかったが、必然的に徳を積んだと電話の向こうで彼は語った。

「古代の DNA サンプルは化学的に劣化しているため、この特性により、DNA サンプルを識別し、本物であることが分かるようになります」と彼は仮定します。この発見により、人類や他の動物の分布を理解し、彼らが住んでいた生態系を再構築するだけでなく、その進化をより深く理解できるようになります。ローザス氏によると、「これは最初のステップだ。私たちの目標は個人を特定することではなく、むしろ何もないように見える堆積物からネアンデルタール人のDNAを見つけることであった」という。中長期的には、その方法論は法医学捜査にも適用される可能性があります。

細部まで確認できる巨大な虫眼鏡

バルセロナ大学の法医学遺伝学研究室の所長であるカルメ・バロット氏は、考古学的発掘の堆積物からDNAを抽出することが実現可能であることを証明しているため、この研究は「非常に興味深い」とHipertextualに説明しています。専門家は「これは始まったばかりの技術」であり、「さまざまな状況でその妥当性をチェックし、どのような誤りが起こり得るか、そして司法報告書に提出するために結論を客観的に得る方法を確認する必要がある」と指摘する。これらの未解決の課題により、法医学遺伝学の分野での実装が遅れるだろうと氏は考えている。いずれにせよ、バロット氏は、研究者は「他の専門家が開発した技術から常に恩恵を受けている」ため、結果は「彼らにとって興味深いものである」とコメントしている。

グラナダ大学の法医学、毒物学、物理人類学の教授であるホセ・アントニオ・ロレンテ氏は、 『サイエンス』誌に発表された研究は「非常に重要な進歩」であるとこの媒体にコメントしている。 「初期の生物学的材料なしでDNAを回収できたこと、そして異なる条件の異なる場所でその方法を再現したという事実は、その大きな価値と再現性を示しています」と彼は電話で説明した。同氏は、この技術は「複雑で高価で有用」だが、化石がなくても人間の活動の痕跡がある場所の探索と調査を拡大することに大きな関心を持っているとコメントしている。 「これまで、この種の作業には骨を見つける必要がありましたが、彼らの作業により、生物学的残骸が存在せずにDNAを抽出できるようになりました」と彼は指摘する。

ロレンテ氏の意見では、この方法論は若干のニュアンスはあるものの、法医学や犯罪捜査に応用できる可能性があるという。彼がこの媒体に電話で説明したように、現在、目に見える残骸なしでDNAを発見できる同様のアプローチがすでに存在しています。 「容疑者が窓にもたれたり、テーブルに触れたりしたことがわかれば、綿棒を使って遺伝物質を検出できる。なぜなら、それらはずっと最近の遺体だからだ」と彼は主張する。グラナダ大学の教授は、仮説の応用には注意が必要だと強調しています。 「それは非常に強力な虫眼鏡のように見えるかもしれません。犯罪学では、最も詳細な情報を把握したときに、それを文脈に当てはめることができることが非常に重要です。このような繊細なテクニックにより、情報が大幅に拡張されます。しかし、テストがうまく解釈されないと、危険な結果が生じる可能性があります」この分野では危険です」と彼は言う。

専門家は一例として、適切に洗浄されていないホテルのタオルを使用した人々からすべてのDNAが回収できる可能性を挙げている。 「そこで犯罪が発生し、このような手法を適用した場合、十分な背景がなければ、犯罪とは無関係の人々を容疑者として有罪にする可能性があります」と彼は警告する。この分野への応用には慎重な姿勢にもかかわらず、グラナダ大学の教授は、科学分野の研究が「これほど古代から」DNAを回収できたという事実を「印象的」だと考えている。彼らの結果は間違いなく人類進化の研究に新たな扉を開き、おそらく将来的には行方不明者の捜索や犯罪捜査にも応用できる可能性がある。