Carsten Pusch氏とAlbert Zink氏がコンピュータ画面上に並んだ色のついたピークを精査している間、カメラが回りました。 その時、劇的な沈黙が訪れます。 プッシュは「なんてこった！」と呟くが、その言葉は手術用マスクで消された。 そして、2人は抱き合って握手し、エジプトの同僚たちの笑いと拍手に包まれた。 この2人の喜びは大きい。 8061>

昨年、ディスカバリーチャンネルのドキュメンタリー番組『King Tut Unwrapped』で紹介され、JAMA (Journal of the American Medical Association) 1に発表された彼らの分析（ツタンカーメンとその親族10人）は、古代エジプトのミイラのDNA分析を報告する一連の研究の中で最新のものだった。 ミイラの家族関係や結核、マラリアなどの疾病が明らかになり、古代エジプト人の生活と健康について前例のない洞察が得られ、「分子エジプト学」の新時代が到来しつつあるようである。 8061>

古代エジプトのDNAの世界に足を踏み入れると、DNA分析が日常的に行われている現実と、不可能な現実という2つの別世界のどちらかを選ぶよう迫られる。 「古代DNAの分野は真っ二つに分かれています」と、世界有数の古代DNA研究所であるコペンハーゲンのジオジェネティクスセンターで2つの研究グループを率いるトム・ギルバート氏は話します。 これは先駆的な仕事です」

その違いを解決できないまま、両者は異なる雑誌に発表し、異なる会議に出席し、互いを「信者」「懐疑派」と呼んでいます-つまり、単に互いを無視していないときに、ですが。 ツタンカーメンの研究は、両陣営の長年の緊張関係を再燃させた。懐疑派は、この研究でも他の多くの研究と同様に、結果は汚染によって説明できると主張した。 しかし、次世代シークエンス技術によって、古代の劣化したDNAのシークエンスが容易になり、この対立を解決することができるかもしれない。 しかし、今のところ、Zinkは「宗教的なもののようだ」と言う。 私たちの論文を他のグループが審査すると、『そんなことが可能だとは思えない』というような修正を受けるんです。 それに反論するのは難しいです。”

Rise and fall

この意見の相違は古代DNA研究の黎明期に起因している。 1980年代、スウェーデンのウプサラ大学で、スヴァンテ・ペーボという若い博士課程の学生が、指導教官に隠れて、誰も不可能だと思っていたこと、すなわち2400年前のエジプトのミイラから核DNAをクローンすることに成功したと主張したのです(2)。 やがて研究者たちは、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）という新しい技術を使って、古代の試料から微量のDNAを増幅できることに気づいた。 そして、琥珀の中に保存されていた昆虫や8000万年前の恐竜など、さまざまな古代の試料からDNAが検出され、大きな反響を呼んだのである3。

Mumies found in King Tutankhamun’s tomb is at the contest over DNA analysis.B. IVERSON & B. QUILLICCI

Then came the fall.Then is coming the fall. PCR法というのは、ただでさえ汚染されやすいのですが、特に微量の古い、バラバラになったDNAを扱う場合には危険であることが判明したのです。 例えば、サンプルを扱った考古学者から、現代のDNAがわずかに検出されただけで、結果が台無しになることもあるのです。 恐竜のDNAは現代人のものであり、ペイボが開発したクローンも現代人のものであった。 研究者が独立した研究室で結果を再現するなど、厳格な予防策を講じるようになってからは、エジプトのミイラからDNAを採取する試みはほとんど成功していない5。 DNAは時間とともに分解され、その速度は温度によって上昇する。 エジプトの暑い気候の中で何千年も過ごした後では、ミイラの中にPCRで増幅できるほど大きなDNA断片が含まれている可能性は極めて低いと言うのである。 「現在ライプチヒのマックス・プランク進化人類学研究所にいるペーボは、この分野のリーダーである。 イタリアのカメリーノ大学の古代DNA研究者フランコ・ロロは、ミイラのDNAがどの程度生き残るかを検証してみた。 彼は、ミイラと同じような条件で保存された様々な年代のパピルス断片をチェックした。 彼は、PCRで識別できるほど大きなDNA断片（約90塩基対の長さ）は、わずか600年程度で消滅すると推定した6。

しかしその間にも、ライバル研究者は、5千年前のエジプトのミイラから抽出したDNAに関する論文を次々と発表している。 Zink 氏と彼の同僚は、何百ものミイラをテストし、結核菌、コリネバクテリウム・ジフテリア、大腸菌、マラリアやリーシュマニア症の原因となる寄生虫など、さまざまな細菌からの DNA を検出したと主張しています。 少なくとも結核の場合、Donoghue は、DNA がエジプトのミイラでは生き残れないという考えに激しく同意しています。 結核菌のようなマイコバクテリアは、脂質が豊富な細胞壁を持っており、これがゆっくりと分解されてDNAを保護すると、彼女は主張しています。 ドノヒューは、多くの場合、この脂質を直接検出することによって、細菌の存在を確認したと主張している。 ドノヒューによれば、古代のDNA研究所が要求する極端な汚染防止対策は、古代の微生物のDNAに対しては、人間のDNAの場合ほど必要不可欠なものではないという。 結局のところ、現代の診断研究所では、PCRを使って結核を検出することが日常的に行われており、このことは、この検査が懐疑論者が恐れるほどには汚染の影響を受けにくいことを示唆している、と彼女は言う。 ドノヒューの考えでは、「彼らが話すいくつかの予防措置は、国内のすべての診断ラボと比較して、まったく過剰なものだ」

懐疑論者は動じない。 ギルバート氏によれば、非常に厳しい管理が行われなければ、微生物の配列が古代のDNAによるものであり、関連する現代の微生物によるものではないことを証明することは不可能であるとのことである。 「結核菌と似たようなDNA配列を持つ他の細菌でないとどうして言えるのか？ 彼や他の評論家は、この一連の研究全体が希望的観測に基づいていると考えています。

二つのグループは、今では論争に飽きています。 ロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校の分子古生物学者で、マンモスを含む古代動物のDNAを研究しているイアン・バーンズは、「ほとんどお互いを無視することで対処しています」と言う。 「十分な死骸があるのだから、他人の領域に入る必要はないのです。

王道的な議論

しかし、ツタンカーメン一家に関するJAMAの研究の後、議論が力強く再開された。 エジプトのミイラから採取したヒトのDNAの研究は、最も議論を呼ぶものである。 その理由の一つは、その主張の注目度の高さである。 また、現代人のDNAはミイラの遺伝子とほとんど同じであるため、現代人のDNAの混入を発見するのは至難の業である。 その上、サンプルへのアクセスが制限されているため、独立した研究所でのチェックが困難である。 1世紀以上にわたって貴重な遺物が世界中の博物館や個人コレクションに流出した後、エジプト当局はエジプトからの考古学的サンプルの持ち出しを禁止している。 ミイラを研究したいエジプト人以外の研究者のほとんどは、他の場所の博物館の展示に限られている。

Archaeologist Zahi Hawass with King Tut’s grandmother and a lot of press.A. WAGUIH/REUTERS

The Tutankhamun project was carried by the Egyptian team recruited by archaeologist Zahi Hawass, Egypt’s top official in charge of antiquities. 王族のミイラを対象とした初の古代DNA研究であり、エジプトには必要な専門知識が不足していたのです。 そこでハワスは、イタリアのボルツァーノにあるEURACミイラと氷人研究所の著名な研究者であるジンク氏と、ドイツのチュービンゲン大学のプッシュ氏にコンサルタントとして協力を依頼した。 2人は、カイロに2つの専用ラボを建設するなど、研究の設計と監修を行った。 8061>

研究者たちは、テレビの関与によって、劇的な結果を出すよう過度のプレッシャーをかけられたことを否定している。 しかし、カメラのために働くことは、困難なプロジェクトをさらに困難なものにしたとPusch氏は言う。 「彼らが撮影に来るたびに、研究室を1週間閉鎖して掃除しなければなりませんでした」。 結局、TVクルーは追放され、研究室の風景は再構築された。

結局、このプロジェクトは大成功だったようで、その成果は広くマスコミの関心を集めた。 研究者たちは、ツタンカーメンを含むいくつかのミイラからマラリア原虫のDNAが検出されたと主張し、感染が死因であることを示唆したのである。 彼らはまた、検査したすべてのミイラから人間のDNAの断片を取り出し、そのデータを使って、ツタンカーメンの曾祖父母から、彼の墓で見つかった死産した子供と確認された2つの小さな遺体までの5世代の家系図を構築したと述べた。 「コペンハーゲン地質遺伝学センターのエスケ・ウィラーズレフ所長は、この結果に異議を唱えるJAMAへの書簡を共同執筆している8。 ウィラーズレフ氏が懸念したのは、他の研究者と同様、DNA解析の方法である。 研究チームは、DNAを抽出して塩基配列を決定するのではなく、PCR法で増幅されたDNA産物の大きさを測定する「遺伝的指紋法」と呼ばれる手法を用いたのである。 これはPCR法で増幅されたDNA産物の大きさを測定するもので、古代DNAの研究ではほとんど使われていない。 ツタンカーメンのようなよく扱われたミイラでは、汚染が蔓延している可能性があると懐疑的な意見もある。

Bones of contention

ツタンカーメンのチームは、2つの研究所の異なるチームによるテストの再現、ミイラのDNA指紋を研究チームのものと比較して汚染をクロスチェックするなど、多くのコントロールを実施した。 8061>

ZinkとPuschは、ミイラ化の過程で、脱プリン酸と呼ばれるDNA崩壊の主なメカニズムに必要な水分を取り除くことにより、高温の墓でDNAが劣化するのを防いだと考えます。 エジプトのミイラ職人は、死後すぐにナトロン（自然界に存在する塩の混合物）で遺体を乾燥させた。 「エジプト人は遺体を保存する術を心得ていたのです」とジンクは言う。 「彼らは非常に速く水を取り除いたのです」。 ツタンカーメンは、アスファルト、植物油、蜜蝋などの成分を含むと思われる防腐剤と塗油剤で覆われ、プッシュは、それが水の害の影響からDNAをさらに保護したと考えている。 ハワスはDNA研究に直接関与していないが、エジプトのミイラのDNAはよく保存されているようだと、チームの結論に賛成している。

「この論文には正しいことがいくつもあります」と、クイーンズランド州ネイサンにあるグリフィス大学の古代DNA研究者であり進化生物学者であるデイヴィッド・ランバート氏は言う。 ランバート氏は、ツタンカーメンの研究チームが女性のミイラからY染色体マーカーを増幅できなかったことを指摘し、一般に男性である現代の考古学者からの汚染を否定している。 彼は、未発表の研究において、古代エジプトで神聖な鳥とされたトキのミイラからDNAを増幅したことがあるという。 「

B. IVERSON & B. QUILICI

しかし、懐疑論者は、この結果が本物であるためにツタンカーメンには十分なDNAが残っていたことに疑問を呈している。 彼らは、ミイラ化した遺体はすぐに大気中の水分を吸収してしまう、特に多孔質の骨に吸収されてしまうと言うのです。 イギリスの考古学者ハワード・カーターは、1925年にツタンカーメンの棺を初めて開けたとき、湿気で傷んでいると報告した。

ツタンカーメンの研究によって、この分野はかつてないほど分裂し、両者の間に明らかなフラストレーションが生じました。 「私は人々の厳しさを理解できません」とプッシュは言います。 “これは先駆的な仕事だ”。 彼とジンクは、ミイラのミトコンドリアとY染色体からDNAの配列を決定し、今年中にこれらの結果を発表する予定だと言っています。 最新の技術では、2,000年前のエジプトのミイラに見られるような30塩基対の短い断片まで、簡単に読み取ることができます。 ギルバート氏は、「これによって、生存期間が大幅に短縮されます」と言う。 「過去に見落とされたものが、今ではゲノムを手に入れることができるのです」。 8061>

昨年、これらの技術によって、ウィラーズレフ、ギルバートとその同僚は、グリーンランドの約4000年前の古エスキモーの全ゲノム配列を発表しました9。 また、数週間のうちに、ペイボ率いるチームは、3万8000年前のネアンデルタール人のゲノム10と、南シベリアの未知のホミニンのゲノム11を発表している。 一方、Zinkのチームは、氷の男エッツィのゲノムを発表しようとしている。

これらの標本はすべて寒冷地で保存されていた。しかし、ウィラーズレフはすでに次世代技術を使って、暖かい環境で保存されていた南米のさまざまなミイラからDNAを抽出している。 「いくつかは間違いなくうまくいっています」と彼は言う。 しかし、試料からDNAが得られるかどうかには非常に大きなばらつきがある。 シークエンシングのコストが大幅に低下しているので、研究者たちはエジプトのミイラでこの技術を試そうと列をなしている。

Zink と Pusch は現在、ツタンカーメンやその親族に次世代技術を使用するための複雑な政治的道程を交渉しています。 「私たちはこれをぜひやりたいと思います」と、Zink は言います。 「ぜひやりたい。 問題はエジプトでやることです」。 サンプルは国外に持ち出せないので、配列決定装置をカイロに運ばなければならないが、これは高価な提案である。 また、ジンクによれば、このような研究によって、ファラオの遺伝的起源や、その子孫が現在も生きているかどうかという政治的に微妙な情報が得られるかもしれないという懸念があるとのことである。 「8061>

それでもなお、Zink氏は、次世代シーケンサーが、分裂した分野を再び一つにまとめるのに役立つと楽観的である。 「今こそ、異なる立場の人々をまとめ、互いの仕事について議論するのをやめるべき時だと思います」と彼は言う。 次世代シーケンサーでは、人々は『気に入らない』と言うだけでは済まされません。 人々は、データそのものに基づいて仕事を議論しなければならないのです。 Willerslevは、珍しくオリーブの枝を差し出しながら同意している。 「信奉者たちがあまりにも無批判であったことがわかると思います」と彼は言う。 「しかし、懐疑論者はおそらく保守的すぎたのでしょう」。

Jo MarchantはDecoding the Heavensの著者である。

• 1. Hawass, Z. et al. J. Am. メド。 Assoc. 303, 638-647 (2010)に掲載されています。 | また、このような場合にも、「震災復興に向けた取り組み」の一環として、「震災復興に向けた取り組み」を行うことができます。 | また、このような研究成果を踏まえて、「日本学術振興会特別研究員奨励賞」を受賞しました。 | また、このような研究成果をもとに、「科学技術振興機構（JST）」（以下、「JST」という。 | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
  2. Krings, M.et al. Am. J. Hum. Genet. 64, 1166-1176 (1999). | Article｜PubMed｜ISI｜ChemPort｜
  3. Marota, I., Basile, C., Ubaldi, M. & Rollo, F. Am. J. Phys. Anthropol. 117, 310-318 (2002). | Article | PubMed | ISI |
  4. Donoghue, H. D. et al. R. Soc. B 277, 51-56 (2010). | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
  5. Lorenzen, E. D. & Willerslev, E. J. Am. Med. Assoc. 303, 2471 (2010). | 論文｜ISI｜ChemPort｜
  6. Rasmussen, M. et al. Nature 463, 757-762 (2010). | グリーン、R.E.ら、Science 328, 710-722 (2010)に掲載された。 | Article | PubMed | ISI | ChemPort |
  7. Reich, D. et al. Nature 468, 1053-1060 (2010)。 | 論文｜PubMed｜ISI｜ChemPort｜

.