フランス国立科学研究センター（CNRS）の古ゲノム学者モルガン・オリヴィエ（Morgane Ollivier）氏は、土壌の中のDNAに「語らせる」ことを目指している。
堆積物の中に残されたヒトのDNAや、絶滅した動植物種の痕跡を追跡する――それは、考古学研究の新たな地平を切り開く試みである。
モロッコ・イフラーヌ州にあるイフェール湖の深部から引き上げられた堆積物コアには、一見するとただの泥のサンプルしか含まれていないように見える。ところが、リヨン大学のジャン＝フランソワ・ベルジェ（Jean-François Berger）氏のチームが水深6メートルから採取したこれらのシルトの円柱には、驚くべき「宝」が隠されていた。レンヌ第1大学講師で、CNRSのEcobio研究所（UMR 6553）に所属するオリヴィエ氏は、その中からヒトのDNAの痕跡と、絶滅した動植物種の痕跡を突き止めることに成功したのだ。これは極めて有望な快挙といえる。
土壌からヒトDNAを抽出した最初の研究者たち
この革新的な手法の端緒を開いたのは、ドイツ・ライプツィヒのマックス・プランク進化人類学研究所の古遺伝学者ヴィヴィアヌ・スロン（Viviane Slon）氏と生物学者マティアス・マイヤー（Matthias Meyer）氏である。両氏はクロアチアのヴィンディヤ洞窟の堆積物から採取した土壌から、ヒトのDNAの抽出に成功した。それ以来、オリヴィエ氏は同様の手法を自ら最適化しながら、数千年前に足を踏み入れた大地の堆積物の中へと消えていった私たちの遠い祖先の痕跡を見つけ出す技術の完成を目指している。
これまで考古学者、人類学者、生物学者が頼りにできた「証人」は、骨や毛髪、歯といった有機的な化石の残骸、火の痕跡や食物の廃棄物、そして旧石器時代の祖先が作った石器などの人間の産物だけだった。しかし今や、分子レベルの「指紋」だけで、彼らの太古の存在を明らかにできるようになったのである。例えば中国・蘭州大学の張東菊（Dongju Zhang）氏は、チベット高原の白石崖溶洞（Baishiya）の堆積物の層からデニソワ人のミトコンドリアDNAを検出し、このたび米科学誌『Science』で発表したばかりだ。
モルビアン県ベグ＝エル＝ヴィル遺跡での深部堆積物サンプル採取。© Morgane Ollivier
DNA分子がこのように分離できるのは、その分子が持つ特異な耐久性のおかげだ。DNAは何千年にもわたって存続しうることが、2003年、コペンハーゲン大学（デンマーク）の進化遺伝学者エスケ・ウィラースレフ（Eske Willerslev）氏がシベリアの永久凍土で塩基配列解析を行ったことで実証されている。例えば、オオカミの群れが残した尿や、ホモ・サピエンスあるいはネアンデルタール人の一家が残した毛髪や糞便も、「語り出す」ことができるのだ。
CNRS Ecobio研究所（UMR 6553）所属、レンヌ第1大学のモルガン・オリヴィエ氏。©CNRS
「ある遺跡の過去の生物多様性をすべて復元する」
「このいわゆる堆積物DNA（eDNA）は、ある場所の過去の生物多様性をすべて復元することを可能にする可能性があります」とオリヴィエ氏は説明する。物質的な遺物がまったく見つからず、それまで誰も定住したことのない土地とされてきた場所でさえも、例外ではない。データ源のこの飛躍的な拡大は、環境に対する人類の影響をめぐる、ますます増え続ける問いに対しても、予想外の答えをもたらしつつある。
「例えば、近東から西欧へと新しい家畜化種を伴って移動してきた新石器文化への転換期に、人類は当時の生物多様性にどのような影響を与えたのでしょうか？ 在来の動物との関係はどうだったのか？ それは景観の変化につながったのか？」と氏は問いかける。堆積物DNA由来のデータを加えることで知見を積み重ねれば、「想像を絶する規模で、人類の移住に関する我々の知識を精緻化することになるでしょう」。そしてこう続ける。「これらの新しい技術は、めまいがするほど広大な未知の世界への扉を開くのです！」
サルズー半島（モルビアン県）、ブルターニュ公爵邸近くのススシニオ遺跡で堆積物コアの掘削を行うピエール・ステファン、アネタ・ゴルチンスカ、ヤシン・ムフィッド。© Morgane Ollivier
こうして、モロッコのイフテル遺跡で得られた最初の結果は、すでに非常に有望なものとなっている。オリヴィエ氏は、化石の残骸が一切ない状態で、ゾウ、ウシ、ヒツジ、小型哺乳類、さらには多数の植物種の存在を特定することに成功した。わずか数ミリグラムの堆積物を分析しただけでである！ しかし彼女が最も誇りに思っているのは、ヒトの痕跡を見分けることに成功した点だ。「イフェールでは、人間に関わる何かを見つけられたかもしれません」と彼女は語る。現時点で研究者が最優先に据えているのは、DNA配列を同定するためのバイオインフォマティクス解析手法とアルゴリズムの改良だ。「二人の同僚とともに、既存のものより強力なバイオインフォマティクス手法の開発に取り組んでいます」と古ゲノム学者は付け加える。さらに、土壌中に存在するDNA鎖を捕捉する技術の開発も視野に入れている。
そのために、彼女は各地でコア掘削を重ねている。特にフランスでは、ベグ＝エル＝ヴィルの貝塚から、サルズー半島（モルビアン県）ススシニオ地域のロウ＝パルゴ泥炭湿地までが対象だ。中期的には、地中海の移住ルートをたどり、時間と空間の両面から、人類の移住の歴史とその環境への局地的な影響を、通時的に丸ごと再構築することを目指しているという。
「この若い研究者の仕事は実に痛快です」と、CNRS研究ディレクター（UMR 6566 CReAAH）を務める先史学者グレゴール・マルシャン（Grégor Marchand）氏は熱を込める。「コストの劇的な低減に加え、新世代のDNAシーケンシングは、想像を絶するレベルのデータ生産を可能にしています。生命を問う、もうひとつの方法なのです」