ヨーロッパのホラアナグマの絶滅における現生人類の影響(追記有)

 ヨーロッパのホラアナグマ(Ursus spelaeus)の絶滅における現生人類(Homo sapiens)の影響に関する研究(Gretzinger et al., 2019)が公表されました。この研究は、スイス・ポーランド・フランス・スペイン・ドイツ・イタリア・セルビアと、ヨーロッパの東部・中央部・西部の14地点で採取した骨試料からホラアナグマのミトコンドリアDNA(mtDNA)の全配列59点を再構築し、以前に発表されたmtDNAの全配列64点と比較することで、後期更新世におけるそれぞれのホラアナグマ個体群の生息地と移動経路を示しました。

 この研究で特定されたミトコンドリアDNAの主要な5系統は、451000年前頃の共通祖先を起源としてヨーロッパ全土に分散しましたが、これは、ホラアナグマの分布が以前考えられていたよりも複雑なことを示唆しています。この研究は、ホラアナグマの個体数が4万年前頃まで比較的安定していたと推定していますが、その間には2つの寒冷期があり、複数の寒冷現象が発生しています。最終氷期の寒冷気候が始まったのは、3万年前頃とかなり後だったため、この研究知見は、ヒトによる狩猟など他の要因が大きな影響を及ぼしたかもしれない、と示唆しています。

 気候の寒冷化とそれにより植物由来食物が入手しにくくなったことで、ホラアナグマの個体群全体が、気候が穏やかで、さまざまな植物を大量に入手できる小規模な生息地に生息する亜個体群に分裂した可能性が指摘されています。4万年前頃よりも少し前に現生人類はヨーロッパに拡散を始めたと推定されており、現生人類がこれらの亜個体群間の連結性を遮断することにより、ホラアナグマの絶滅に決定的な役割を果たしたのかもしれない、とこの研究は推測しています。以下は『ネイチャー』の日本語サイトからの引用です。


【進化】ホラアナグマの絶滅にヒトが重要な役割を果たしていたかもしれない

 最終氷期の末期にヨーロッパのホラアナグマが絶滅した際に、ヒトが大きな役割を果たしていた可能性のあることを示した論文が、今週掲載される。この研究知見は、ホラアナグマの個体数が約4万年前に激減し始めたことを示唆しているが、これは、気候の寒冷化よりも前のことであり、ヨーロッパで解剖学的現生人類の地理的分布が拡大した時期と一致している。

 今回、Verena Schuenemann、Herve Bocherensたちの研究グループは、スイス、ポーランド、フランス、スペイン、ドイツ、イタリア、セルビアの14地点で採取した骨試料からホラアナグマのミトコンドリアゲノム(59件)を再構築し、以前に発表されたミトコンドリアゲノム(64件)と比較することで、更新世後期におけるそれぞれのホラアナグマ個体群の生息地と移動経路を示した。

 今回の研究で特定された5つの主要なミトコンドリアDNA系統は、約45万1000年前の共通祖先を起源としてヨーロッパ全土に分散したが、これは、ホラアナグマの分布が以前考えられていたよりも複雑なことを示唆している。Schuenemannたちは、ホラアナグマの個体数が約4万年前まで比較的安定していたと推定しているが、その間には2つの寒冷期があり、複数の寒冷現象が発生している。最終氷期の寒冷気候が始まったのは、かなり後(約3万年前)のことであったため、この研究知見は、ヒトによる狩猟などの他の要因が大きな影響を及ぼした可能性を示唆している。

 気候の寒冷化とそれによって植物由来食物が入手しにくくなったことで、ホラアナグマの個体群全体が、気候が穏やかで、さまざまな植物を大量に入手できる小規模な生息地に生息する亜個体群に分裂した可能性がある。ヒトは、これらの亜個体群間の連結性を遮断することによって、ホラアナグマの絶滅に決定的な役割を果たしたのかもしれない。



参考文献:
Gretzinger J. et al.(2019): Large-scale mitogenomic analysis of the phylogeography of the Late Pleistocene cave bear. Scientific Reports, 9, 10700.
https://doi.org/10.1038/s41598-019-47073-z


追記(2019年8月24日)
 ナショナルジオグラフィックネイチャーでも報道されました。

フィンランド人のエキソーム塩基配列解読

 フィンランド人のエキソーム塩基配列解読に関する研究(Locke et al., 2019)が公表されました。エキソーム(ヒトゲノムのタンパク質コーティング領域)塩基配列解読研究は通常、複雑な形質に大きな影響を及ぼす有害なアレル(対立遺伝子)の特定に関しては、そうした遺伝子の大半がまれであるために、検出力が不充分とされています。フィンランドの北部と東部の集団は、一連のボトルネック(瓶首効果)の後に隔離された状態で著しく拡大しており、これらの集団の個体には。多数の有害なアレルが比較的高頻度で存在します。

 この研究は、これらの地域の約2万人のフィンランド人についてエキソーム塩基配列解読を行ない、得られたデータを用いて、臨床に関連する循環代謝の量的形質における、稀なコーディング多様体の役割を調べました。64の量的形質についてのエキソーム規模関連研究から、関連する有害な26の対立遺伝子が新たに見つかりました。これら26のアレルのうち19は、フィンランド人に固有、もしくはフィンランド人において他のヨーロッパ人より20倍以上頻度が高く、フィンランド人集団に特徴的なメンデル遺伝性疾患の変異と同等の地理的な集中が観察されました。こうした特有の歴史を持たない集団の塩基配列解読研究でこの研究と同等の関連検出力を得るには、数十万人から数百万人の参加者が必要になると推定されています。


参考文献:
Locke AE. et al.(2019): Exome sequencing of Finnish isolates enhances rare-variant association power. Nature, 572, 7769, 323–328.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1457-z

子宮内無菌仮説

 子宮内無菌仮説に関する研究(de Goffau et al., 2019)が公表されました。人間の胎盤は、健康な妊娠では微生物のいない無菌環境だと長い間考えられてきました。最新のゲノム塩基配列解読法を用いた以前の研究では、子宮内で細菌のDNAが検出され、無事出産した女性と妊娠合併症を経験した女性とでは子宮内の微生物の組成が異なっている、という見解が示されていました。これに対して他の研究では、これらの検出結果に関して、コンタミネーションを原因とする偽陽性結果であった可能性が指摘されていました。この疑問を正確に調べるには、経膣分娩と帝王切開分娩を対比させたさまざまな出産転帰を含む大きな標本規模加えて、方法間での一致を判定するための、さらには可能性のあるコンタミネーションの原因を特定するための厳密な実験対照群が必要となります。

 この研究は、この種の研究としては最大規模となる、500人以上の女性から採取した胎盤試料の分析に基づき、DNA塩基配列解読法により微生物を探索しました。この実験方法は、偽陽性結果が生じる可能性を最小限に抑えるように設計されました。たとえば、細菌のDNAを検出するために、2種類のDNA抽出キットといくつかの分子レベルの手法が用いられました。その結果、無事出産した女性と妊娠合併症を経験した女性のいずれの場合も、大部分の試料に細菌の定着を示す証拠は見られませんでした。ただ、新生児敗血症の主要な原因であるB群連鎖球菌(Streptococcus agalactiae)は例外で、胎盤試料の約5%からコンタミネーションではないシグナルとして検出されました。

 これらの知見は、胎盤が乳児の微生物相の主要な供給源となっている可能性は低いことを示している、と指摘されています。この研究は、人間の微生物相が新生児において確立された正確な機序について最終的な結論は得られていませんが、胎盤は微生物の貯蔵庫ではないと確信できるようになった、と指摘しています。ただ、胎盤におけるB群連鎖球菌の周産期獲得の可能性はある、とも指摘されています。以下は『ネイチャー』の日本語サイトからの引用(引用1および引用2)です。


【微生物学】子宮内無菌仮説を裏付ける研究結果

 数百点の胎盤試料の分析によって、健康なヒトの胎盤には微生物が定着していないことを示した論文が、今週掲載される。この研究結果は、長い間主張されてきた「子宮内無菌」仮説を裏付けるものであり、胎盤の細菌感染が、有害な妊娠転帰の一般的な原因でないことも示唆している。

 人間の胎盤は、微生物のいない無菌環境だと長い間考えられてきた。最新のゲノム塩基配列解読法を用いた以前の研究では、子宮内で細菌のDNAが検出され、無事出産した女性と妊娠合併症を経験した女性とで子宮内の微生物の組成が異なっているという見解が示されていた。これに対して、他の研究では、これらの検出結果がコンタミネーションを原因とする偽陽性結果であった可能性が指摘されていた。

 今回、Gordon Smithたちの研究グループは、この種の研究としては最大規模の研究において、500人以上の女性から採取した胎盤試料を分析して、DNA塩基配列解読法を用いて微生物を探索した。Smithたちの実験方法は、偽陽性結果が生じる可能性を最小限に抑えるように設計された。例えば、細菌のDNAを検出するために、2種類のDNA抽出キットといくつかの分子レベルの手法が用いられている。無事出産した女性と妊娠合併症を経験した女性のいずれの場合も大部分の試料に細菌の定着を示す証拠は見られなかった。ただし、新生児敗血症の主な原因であるB群連鎖球菌は例外で、胎盤試料の約5%から検出された。

 以上の研究知見は、胎盤が乳児の微生物相の主要な供給源となっている可能性は低いことを示している、と同時掲載のNicola SegataのNews & Viewsで指摘されている。人間の微生物相が新生児において確立された正確な機序について最終的な結論が得られていないが、「胎盤が微生物の貯蔵庫ではないと確信できるようになった」とSegataは付言している。


微生物学:ヒト胎盤には病原体が見られる場合はあるものの、マイクロバイオームは存在しない

微生物学:子宮内無菌仮説へ逆戻り

 ヒトの子宮は、健康な妊娠では無菌であると長い間考えられてきたが、最近の研究からは、ヒトの胎盤には独自の微生物相があることが示唆されている。この疑問を正確に調べるには、経膣分娩と帝王切開分娩を対比させたさまざまな出産転帰を含む大きなサンプルサイズに加えて、方法間での一致を判定するための、そして可能性のあるコンタミネーションの原因を特定するための厳密な実験対照群が必要となる。M de Goffauたちは今回、そのような研究の結果を報告しており、ヒトの胎盤には微生物相がないことを明らかにしている。ただし、試料の約5%では、日和見病原体であるB群連鎖球菌が見つかった。これらの知見は、胎盤の細菌感染は妊娠の有害転帰における一般的な原因ではないこと、そして、ヒトの胎盤は通常は無菌であることを示唆している。



参考文献:
de Goffau MC. et al.(2019): Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens. Nature, 572, 7769, 329–334.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1451-5