講演テーマTitle of Presentation

「古DNA研究　－つつましい始まりから高品質ゲノムの復元まで－」

かつて地球に存在していた生物の種と個体群の大部分は絶滅した。これらのうちのほんの一部が、博物館コレクションや考古学、古生物学の遺存体として存在しているのみである。今まで30年にわたり、私はそうした遺存体からDNAを回収する方法を開発し、活用することに携わってきた。

生物の死により、そのDNAは酵素によるプロセスによって急速に分解され、時間とともに、その他の化学プロセスによってもDNAは損なわれていく。そのため、残っている古DNAの分子は少量で、多くの場合化学的変化の起こった小片にまで分解されている。さらに、古い標本や試液にごく少量の現代のDNAが混入していれば、誤った結果に容易に導かれる可能性もある。ここ何年も、私たちはこれらの問題のいくらかを克服する方法を研究し、ホラアナグマ、マンモス、または、ネアンデルタール人のような更新世の生命体からDNAを回収し、シークエンスすることを可能にした。私たちは、糞石や古代の農耕民が残した古いトウモロコシの穂軸といった他の遺存体の中にもDNAが残っている場合があることも示した。私たちが特に重点を置いてきたのは、人間の進化を解明し、私たちを人間たらしめている遺伝的特徴を究明するために、絶滅したヒト族（hominin）のDNAシークエンスを復元することだった。

2010年、クロアチアのヴィンディア洞窟から発掘された3つの人骨から得られた成果による、ネアンデルタール人のゲノムの最初の下書き版（ドラフト）によって、ネアンデルタール人が現生人類に遺伝的に寄与していることを初めて示すことができた。その後、質の高いネアンデルタール人のゲノム完成版、また2008年に、アルタイ山脈のデニソワ洞窟で発見された、特に良い状態でもない小さな骨の断片からも、質の高いネアンデルタール人のゲノムが得られた。このゲノムは、ネアンデルタール人と遠い関係にあり、現在ではデニソワ人と呼ばれている、これまで知られていなかったアジアのヒト族（hominin）グループの存在の最初の証拠であることが明らかになった。

これらのゲノム解析から、更新世後期にいくつかの異なるヒト族（hominin）の間で起こった遺伝子流動（gene flow）が示された。特に、ネアンデルタール人がアフリカ以外に住んでいる現代人のゲノムの約2.0％に寄与し、デニソワ人はオセアニアに住んでいる人の約4.8％と、アジアの他の場所に住む人々にもわずかながら寄与していることが分かった。いくつかの研究所の成果から、これらの遺伝的寄与は、免疫システム、脂質代謝、ヒマラヤ高地での生活への適応、糖尿病などの疾患易罹患性に影響していることが分かった。スペインから発見された40万年前のヒト族（hominin）の化石からDNAを回収するという現在継続中の研究から、私たちの進化についてのさらなる洞察が進むことが期待されている。

プロフィールProfile

ホームページ　URL

http://www.eva.mpg.de/genetics/staff/paabo/

簡単な履歴

マンモス、ナマケモノのような絶滅した生物やネアンデルタール人のDNAシークエンス分析を可能にする技術的アプローチの開発で、分子古生物学分野の基礎を築いた。先ごろの、質の高いネアンデルタール人のゲノムシークエンスの発表で、私たちの種の起源と進化の歴史の再構成を可能にした。シベリアで発見された小さな骨片から回収されたゲノムシークエンスのみが知られている新たなヒト族（hominin）デニソワ人を発見した。また、人類と類人猿の比較ゲノム学、特に、人類特有の会話言語遺伝子FOXP2のような遺伝的特徴の進化にも取り組んでいる。 いくつもの名誉博士号と科学賞を受賞し、多くの学会のメンバーでもある。ドイツ・ライプチヒのマックス・プランク進化人類学研究所の初代所長で、「Neanderthal Man – In Search of Lost Genomes」の著者でもある。

主な受賞・栄誉等

Honorary Doctorates

1994	University of Zurich, Switzerland.
2000	University of Helsinki, Finland.
2008	Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.
2012	Karolinska Institute, Stockholm, Sweden.
2015	National University of Ireland, Galway.

Orders and Medals

2008	Order of Terra Mariana, 3rd Class, Republic of Estonia.
2009	Knight Commanders Cross (Bundesverdienstkreuz mit Stern), Germany.
2010	Theodor Bücher Medal, Federation of European Biochemical Societies.
2012	The King’s Medal (Kon:sGM12mhb), Stockholm, Sweden.
2015	Lomonosov Large Gold Medal, Russian Academy of Sciences, Moscow.

Prizes for Research Achievement

2005	Louis Jeantet Prize for Medicine, Geneva, Switzerland. (CHF 700,000)
2013	Gruber Genetics Prize, New Haven, CT, USA. (500,000 USD)

主な論文・著作等

1. Pääbo, S.: Molecular cloning of ancient Egyptian mummy DNA. Nature 314: 644-645 (1985).

2. Pääbo, S.: Ancient DNA; extraction, characterization, molecular cloning and enzymatic amplification. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 1939-1943 (1989).

3. Höss, M., Pääbo, S., and Vereshchagin, N.K.: Mammoth DNA sequences. Nature 370: 333 (1994).

4. Krings, M., Stone, A., Schmitz, R.W., Krainitzki, H., Stoneking, M., and Pääbo, S.: Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell 90: 19-30 (1997).

5. Greenwood, A.D., Capelli, C., Possnert, G., and Pääbo, S.: Nuclear DNA sequences from Pleistocene megafauna. Mol. Biol. Evol. 16: 1466-1473 (1999).

6. Enard, W., Przeworski, M., Fisher, S.E., Lai, C.S.L., Wiebe, V., Kitano, T., Monaco, A.P.,and Pääbo, S.: Molecular evolution of FOXP2, a gene involved in speech and language. Nature418: 869-872 (2002).

7. Green, R.E., Malaspinas, A.-S., Krause, J., Briggs, A.W., Johnson, P.L.F., Uhler, C., Meyer, M., Good, J.M., Maricic, T., Stenzel, U., Prüfer, K., Siebauer, M., Burbano, H.A., Ronan, M., Rothberg, J.M., Egholm, M., Rudan, P., Brajković, D., Kućan, Ž., Gušić, I., Wikström, M., Laakkonen, L., Kelso, J., Slatkin, M., and Pääbo, S.: A complete Neandertal mitochondrial genome sequence determined by high-throughput sequencing. Cell 134: 416-426 (2008).

8. Briggs, A., J.M. Good, R.E. Green, J. Krause, T. Maricic, U. Stenzel, C. Lalueza-Fox, P. Rudan, D. Brajković, Ž. Kućan, I. Gušić, R. Schmitz, V.B. Doronichev, L.V.Golovanova, M. de la Rasilla, J. Fortea, A. Rosas and S. Pääbo: Targeted retrieval and analysis of five Neandertal mtDNA genomes. Science 325, 318-321 (2009).

9. Krause, J., Fu, Q., Good, J.M., Viola, B., Shunkov, M.V., Derevianko, A.P., and Pääbo, S.: The complete mtDNA genome of an unknown hominin from Southern Siberia. Nature 464: 894- 897 (2010).

10. Green, R.E., Krause, J., Briggs, A.W., Maricic, T., Stenzel, U., Kircher, M., Patterson, N., Li, H., Zhai, W., Fritz, M.H-Y., Hansen, N.F., Durand, E.Y., Malaspinas, A.-S., Jensen, J.D., Marques-Bonet, T., Alkan, C., Prufer, K., Meyer, M., Burbano, H.A., Good, J.M., Schultz, R., Aximu-Petri, A., Butthof, A., Hober, B., Hoffner, B., Siegemund, M., Weihmann, A., Nusbaum, C., Lander, E.S., Russ, C., Novod, N., Affourtit, J., Egholm, M., Verna, C., Rudan, P., Brajkovic, D., Kucan, Ž., Gušic, I., Doronichev, V.B., Golovanova, L.V., Lalueza-Fox, C., de la Rasilla, M., Fortea, J., Rosas, A., Schmitz, R.W., Johnson, P.L.F., Eichler, E.E., Falush, D., Birney, E., Mullikin, J.C., Slatkin, M., Nielsen, R., Kelso, J., Lachmann, M., Reich, D., and Pääbo, S.: A draft sequence of the Neandertal genome. Science 328: 710-22 (2010).

11. Reich, D., Green, R.E., Kircher, M., Krause, J., Patterson, N., Durand, E.Y., Viola, B., Briggs, A.W., Stenzel, U., Johnson, P.L.F., Maricic, T., Good, J.M., Marques-Bonet, T., Alkan, C., Fu, Q., Mallick, S., Li, H., Meyer, M., Eichler, E.E., Stoneking, M., Richards, M., Talamo, S., Shunkov, M.V., Derevianko, A.P., Hublin, J.-J., Kelso, J., Slatkin, M., and Pääbo, S.: Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature 468:1053-1060 (2010).

12. Meyer, M., Kircher, M., Gansauge, M.-T., Li, H., Racimo, F., Mallick, S., Schraiber, J.G.,Jay, F., Prüfer, K., de Filippo, C., Sudmant, C., Alkan, P.H., Fu, Q., Do, R., Rohland, N.,Tandon, A., Siebauer, M., Green, R.E., Bryc, K., Briggs, A.W., Stenzel, U., Dabney, J.,Shendure, J., Kitzman, J., Hammer, M.F., Shunkov, M.V., Derevianko, A.P., Patterson, N.,Andrés, A.M., Eichler, E.E., Slatkin, M., Reich, D., Kelso, J., and Pääbo, S.: A high coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual. Science 338: 222-226 (2012).

13. Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., Heinze, A., Renaud, G., Sudmant, P.H., de Filippo, C., Li, H., Mallick, S., Dannemann, M., Fu, Q., Kircher, M., Kuhlwilm, M., Lachmann, M., Meyer, M., Ongyerth, M., Siebauer, M., Theunert, C., Tandon, A., Moorjani, P., Pickrell, J., Mullikin, J.C., Vohr, S.H., Green, R.E., Hellmann, I., Johnson, P.L.F., Blanche, H., Cann, H., Kitzman, J.O., Shendure, J., Eichler, E.E., Lein, E.S., Bakken, T.E., Golovanova, L.V., Doronichev, V.B., Shunkov, M.V., Derevianko, A.P., Viola, B., Slatkin, M., Reich, D., Kelso, J., and Pääbo, S.: The complete genome sequence of a Neandertal from the Altai Mountains. Nature 505: 43-49 (2014).

14. Meyer, M., Fu, Q., Aximu-Petri, A., Glocke, I., Nickel, B., Arsuaga, J.-L., Martínez, I., Gracia, A., Bermúdez de Castro, J.M., Carbonell, E., and Pääbo, S.: A mitochondrial genome sequence of a hominin from Sima de los Huesos. Nature 505: 403-406 (2014).

15. Fu, Q., Li, H., Moorjani, P., Jay, F., Slepchenko, S.M., Bondarev, A.A., Johnson, P.L.F., Aximu-Petri, A., Prüfer, K., Filippo, C. de, Meyer, M., Zwyns, N., Salazar-Garcia, D.C., Kuzmin, Y.V., Keates, S.G., Kosintsev, P.A., Razhev, D.I., Richards, M.P., Peristov, N.V., Lachmann, M., Douka, K., Higham, T.F.G., Slatkin, M., Hublin, J.-J., Reich, D., Kelso, J., Viola, T.B., and Pääbo, S.: Genome sequence of a 45,000-year-old modern human from western Siberia. Nature 514: 445-449 (2014).