喜源テクノさかき研究室: 2018年5月アーカイブ
さて、今回はミトコンドリアDNA 分析についてお話します。
まず、ミトコンドリアについて簡単に説明いたします。
ミトコンドリアは、細胞核やゴルジ体などと同じく「細胞内器官」の一つで、主としてエネルギーの産生を司っています。
顕微鏡で観察すると細菌のように見えますので、これを最初に見つけたヒトは「これは細胞内に寄生している微生物だ！」と思ったそうですが、ガン無視されました。けれどもその後1967年、アメリカの女性生物学者であるマーギュリス博士が再び寄生説を唱え、現在ではこの「寄生説」が支持されています。
ミトコンドリアは医学～生物学～生化学～進化論、そして人類学においても極めて興味深くかつ重要なものなので、これを解説し始めるときりがなくなります。
ですので、ここでは縄文人に関して重要な以下の点だけ覚えてくださればOK です。
1) 細胞核遺伝子とは独立した遺伝子を持っている。
2) DNA のサイズが小さいので、分析しやすい。
3) 細胞中にたくさん存在しているので、遺跡から出土した人骨の中にも残っている確率が高い。
4) 受精時、卵子のミトコンドリアは受精卵に受け継がれるが、精子のミトコンドリアは受け継がれない。そのため、母親のミトコンドリアは子孫に受け継がれる一方で、父親のミトコンドリアは受け継がれない。従って、Y 染色体が男系を伝う一方で、ミトコンドリアは母系を伝う。
縄文人の場合に最も重要なのは3 で、前回のY 染色体のお話はすべて現代人のサンプルを用いてのものでしたが、ミトコンドリアのDNA を用いた分析（mtDNA と略します）では、出土した縄文人の骨から直接得られたサンプルを用いて分析ができるという強みがあります。
また、母系の分析となりますので、YDNA と合わせれば、ナカナカ興味深い結果が得られることが期待されます。
で、前回のYDNA と同じく、縄文人をいくつかに分類します。アイヌのご先祖様、本土縄文人、沖縄のご先祖様などなどです。お話が進むにつれて、現代人のmtDNA に関しても言及していくかも知れません。
また、YDNA と同じくA だのB だのC だの、さらに加えてA2 だのB3 だのC4 だのごちゃごちゃします。ですので、本当に申し訳ないのですけれど、YDNA と混同なさらぬようご注意ください。
最近、NHKの特番で、人類の進化史が放送されてます。
特定の仮説が強調されすぎるきらいはあるものの、各種最新のデータがちりばめられていて、ナカナカ面白いです。
本日午後9:00 の放送ではネアンデルタール人とクロマニヨン人との関係がテーマとなるようですが、ペーボ博士のデータに基づき、両者の間にある程度の混血が生じた可能性を放送するかと思います（先取！）。また、イギリスに最初に定住したホモサピエンスの肌の色は黒かった、などという点も、今後の放送で（あるいは今日？）述べられるかも知れません。
Y染色体のDNA（YDNAと略します）分析から、現代日本人男性の特殊性が指摘されます。それは、現代日本人男性のおよそ半数が縄文人の遺伝子タイプを引き継いでいる、という点です。
このような遺伝子タイプを、前回でも述べたように、ハプロタイプと呼びます。
単なる「タイプ」、あるいは「パターン」と呼び換えても全く問題ありません。
で、現代日本人男性を四群に分けます。一つは本州の男性群、二つは北海道のアイヌ民族の男性群、三つめは沖縄本島～奄美群島の男性群、四つ目は、宮古島～八重山諸島の男性群です。
以下、YDNAのハプロタイプを述べていきますが、A だのB だのC だの、さらに加えてA2 だのB3 だのC4 だのごちゃごちゃします。加えてこの後、ミトコンドリア遺伝子分析に基づいたハプロタイプのお話もしますが、これも同じくA2 だのB3 だのC4 だの、YDNAと同じくアルファベットと数字との組み合わせでタイプ分けしていきますので、読んでる皆様は相当に混乱するかと思います。
申し訳ないです。
でも、これを分かりやすく勝手に改変するのもどうかと思いますので、ごちゃごちゃして本当に申し訳ないのですけど、そのまま使っていきます。
覚悟のほどを！
このA だのB だのC だのというのは、アフリカを出発したご先祖たちがそもそも持っていた遺伝子タイプ（仮にA とします）から、時間が経つにつれてB のタイプを持つものが現れた、と考えてくれればOK です。A1 とA2 の違いは、より大きな括り（くくり）でみれば両者ともA タイプに属するが、細かくみると少し異なる、というカンジでOK です。
で、現代の本州の日本人男性群が持つYDNAのハプロタイプは、東北～北陸～関東で40%を占めるD2 タイプが優勢です。D2 は、関西では20%です。
アイヌ男性ではこの割合がさらに高く、90% 近くに達します。
さらに沖縄本島では40% であるのに対し、先島諸島では4%と極端に少なくなっています。このD2 タイプは朝鮮半島～中国大陸にはほとんど見られません（チベットを除く）。このことから、D2 タイプは縄文人（あるいは縄文前の旧石器時代人）に由来するタイプであることが確実です。
現代日本人に多かれ少なかれ縄文人の形質が伝わっていることは日常的にもしばしば目に付くことも多いわけで、また東日本と関西との間の様々な違いを普段から感じている我々としてはそんなに驚くことではないようにも思われますが、遺伝子レベルで見ると実に(東日本の）4 割もの男性が受け継いでいるという事実を改めて示されると、確かにビックリします！
また、沖縄本島の住民と本州東日本の住民との間で同じく4 割というのも意外ですし、さらに沖縄本島と先島諸島との間で大きな違いがあるのも興味深い点です。これに関しては、先々議論したいと思います。
さて、縄文を引き継ぐD2 のお次は、O2b タイプです。
O2b は、アイヌで0%、本土で35%くらい、沖縄本島が30%くらい、八重山では67%も占めます。朝鮮半島では51% を占めることから、O2bタイプは弥生由来であると考えられています。
お次はC3 タイプ。
C3はユーラシア大陸東部に広く分布し、特にシベリアに多いタイプです。アムール川流域の狩猟採集民がC3の祖とする研究もあり、いわゆる典型的な「モンゴロイド」の祖であるか？とも考えられています。
アイヌで12.5%を占めますが、本土ではわずか。一方、九州に比較的多い（8%）のに対し、南方の沖縄では0%。朝鮮では12%。
アイヌと九州で多いことから、細石刃文化を伝えた人たちが持っていた遺伝子タイプではなかろうか？と考えられていますが、個人的には違う！と考えています（今月の書評-10 を参照）。
最後にO3 タイプ。
いわゆる「漢族」に優勢なタイプです。
華北の漢族で66%、朝鮮33%、満州38%、モンゴル23%。華南の漢族で33%、台湾漢族60%、ミャオ族60～70%、ベトナム41%、マレーシア31%。
日本では、アイヌ0%、本土10～20%、九州26%、沖縄本島16%。
恐らく、歴史時代になってからの中国の戦争（春秋戦国とか、あるいはその後）の時代に広く拡散し、流れ流れて日本列島にも達したと思われる人々です。
その他少数派のタイプがいくつかあり、いずれも日本人の特質を形作るのに貢献していますが、あまり細かく述べても混乱するばかりなので、大体この4 種のタイプを参考にして考えていけば十分だと思います。
では、一旦ここまで！
みなさまこんにちわ！大型連休も残すところあと一日！
帰路は下りとなります。遠方に見えるのは鳩ヶ峰と大道山。一番右は太郎山かな？
ホオノキ。何本も生えていた。
これまで踏破したところ。
大事に使わなくてはなりませぬ・・・。
本日は五月五日のこどもの日。
東京などの大都会では鯉のぼりを揚げることのできる広い庭のある家はそうは多くありませんが、坂城ではこの時期になりますと広い庭のある旧家では立派な鯉のぼりが五月の風に吹かれてへんぽんと翻ります。
小さな子供が居ようが居まいが、ってカンジです・・・。
で、本日は今年初の山登りをしてまいりました！
先日バイクで走った北山林道のすぐ近く、坂城と千曲の境の峠までバイクで走り、そこから五里ヶ峰まで登りましたので、ご報告いたします。
今回、バイクにサイドバッグ用の防御具を付けた。
後輪にバッグを巻き込まないための装置だ。
通販で純正品を買ったはずなんだけど、どういうわけかこれも純正のキャリヤーと合わない・・・。
仕方がないので自分でドリルでキャリヤーに穴を開けてボルトで固定しようとしたけど、ドリルの歯が立たない・・・。
仕方がないので、セローくんを人間ドックに入れる際に一緒に付けてもらうことにしました。矢印がそうです。
餅は餅屋ですね！上手に付けてくれました。
サイドバッグを付けるとこんなカンジ。工具類、空気入れ、登山靴など、なんでも突っ込むことができます。楽チンです。
「坂城散歩道-20」でもご紹介した五里ヶ峰の登山口。
登山開始は午前11:00 丁度でした。
登りだしは笹薮が続きます。でもよく整備されているので、藪漕ぎなんぞはする必要がない。
前方に五里ヶ峰を臨みます。
道はちょいと長い登りも数本あるけど、たいしたことない。
途中の眺望。南側に坂城町を臨みます。
ムラサキケマンの群落。
タチツボスミレの群落。
八葉のオククルマムグラ。
オオクルマムグラじゃなっくってオククルマムグラです。
早口言葉のレパートリーに加えても良いのでは？と思う・・・。
マムシグサ。
謎の広場。イノシシが相撲をとるところだと思う・・・。
山頂は目の前。
「坂城散歩道-19」でご紹介した五里ヶ峰山頂の看板です。
ここまでセンセの足で40分くらい。楽勝です。
熟年ご夫婦が居られました。その後には二名の若い男性のトレイルランナー組も来た。
遠方に雪を抱いた北アルプスの峰々がそびえますが、写真じゃちょいと分からないネ！眼下に広がるのは千曲市です。
お昼少し前にお弁当。前回と変わりません・・・。
「同じものなら写す必要ないジャン！」というご意見もごもっともかと・・・。
帰路は下りとなります。遠方に見えるのは鳩ヶ峰と大道山。一番右は太郎山かな？スミレ。
ヘビイチゴの花。
ズミの花も満開です。
ウワミズザクラもよう咲いておった。
ホオノキ。何本も生えていた。白樺の木も何本か生えていた。
白樺は標高1000 ｍ くらいから生え出すみたいだ。
白花のスミレ。
図鑑で色々調べたけれど、どうにも分からない・・・。
これはイタドリ。川の土手でスカンポなどに交じってよく生えているヤツ。
昔、日本のイタドリが園芸植物として欧州に持ち込まれたそうですが、それが大繁殖して今ではすっかり厄介者となっているそうな・・・。
お互い様、ってカンジですけど・・・。
お留守番をしていたセローくん。
帰路は和平高原のワインディングを攻めることもなく、トロッコトロッコ降りてきました。
本日の更埴坂城線の峠から五里ヶ峰を目指すルートは、登山というよりもハイキングみたいなものです。簡単で良いのですが、今一つつまらないカンジもします。これまでセンセが歩いて一番面白かったのは、研究所に一番近い水晶林道ですね！水晶林道は入ってすぐに深山幽谷の雰囲気が漂い、カモシカやヤマドリも多く、加えて（遭遇したことはありませんが）クマも居る雰囲気濃厚です。
水晶林道、途中までバイクで行ってその後に登山というパターンで、今後も何度かチャレンジしようかと考えてます。
本日は登りの途中で目の前でガサッ、と音がしたので「ヤヤッ、クマかっ！」と驚いて見上げると、若い外人のトレイルランナーが現れた！
頂上でも二人組のトレイルランナーに会ったし太郎山では現在上田市あげてのトレイルランニング大会が開かれているし、みんなスゴイね！
センセのM大時代の獣医師のお友達でもトライアスロンとかやってる連中が何人か居るけど、センセはとても真似できない。・・・する気もないけど・・・。
ヒトそれぞれ自分に合った運動をするのが一番だと思うけど、多少の羨望は感じますね、正直に言うと・・・。
うん、みんな大したもんだ！
それにしても先日のスタック外人といい本日のトレイル外人といい、坂城の山にはなぜに外人が多い？？？治外法権なのか？？？
スマホ圏外であるのは確かだとは思うが・・・。
研究所から北面を臨みます。本日踏破したルートです。
これまで踏破したところ。南面は昨年踏破。北面は、黄色で示した鏡台山ルートを歩けば完成だ。
その後は東面ルートの鳩ヶ峰～大道山～大峰山を制覇すれば、一応千曲川の東岸の山々は登りきることとなる。その後は西岸を制覇する予定ですが、まだしばらくかかりそうだ。
がんばるぞっ！ではっ！
天気予報通り、夜から朝方にかけては雨。昼までにはやみました。
本日は大人しく縄文人の続きを書きます。Y染色体のDNA分析です。
現代人の男性に由来するY染色体からのDNA（＝YDNAと呼びますね！）を分析しますと、色々なタイプに分類できます。そのようなタイプのことを、「ハプロタイプ」と呼びます。単に「タイプ」とか「パターン」とか言っても全然かまわないのですが、ちょいと学術的な味付けをするために、類書に従って、かっちょよくハプロタイプと呼んでいきます（ハプロの意味はググってください）。
DNAを調べることでなんで人類の（長い）歴史～拡散が分かるのか、極々簡単に説明します。以下、DNA、ゲノム、遺伝子、塩基、ATGC、二本鎖DNA、変異などなど、皆さん既にご承知の概念であると仮定して、お話していきます。
細胞が分裂するとき、遺伝子の複製が生じます。必然的に、ATGC よりなる塩基配列も全く同じ配列として受け継がれます。
けれども、偶然であろうが必然であろうが、時々間違いが生じます。A となるべきところがT となったりするわけです。
多くの場合、そのような間違いは細胞の段階で排除されますが（排除する仕組みがあるのです）、排除されずに残る場合もあります。
そのような間違いが生殖細胞の遺伝子上で生じ、排除されずに受精に至った場合、次のような経過を取ります。
1) 生まれる前に、死んだ。
2) 生まれた。けれど、生殖年齢に達する前に（環境に適応できずに）死んだ。
3) 生まれた。他の人々と全く変わらず普通に生きた。
4) 生まれた。他の人々よりもより良く環境に適応し、他の人々よりも多くの子供を残した。
遺伝子上でDNA の複製時に間違いが生じ、それが固定し、何らかの形質的な変化が生じた場合、これを「変異」と呼びます。突然変異の変異ですね！
上記の1～4 の違いは、変異が生じた遺伝子の生存上の重要性の違いによって生じます（ちょと難しいですね・・・）。
要するに、生存する上で重要な遺伝子ほど、わずかな変異も許さない、という基本原則があるのです。従いまして、そのような重要遺伝子では、バクテリアもホモサピエンスもほとんど同じ塩基配列を有する、などという現象が生じます。
ということは、生存上必ずしも必須ではないような形質に関与する遺伝子においては、重要遺伝子よりもより多くの変異が生じていると考えられます。
さらには、ゲノム上には形質をつかさどる遺伝子以外に多くの役に立たない（とこれまで考えられてきた）DNA 領域が存在しますので、これらの領域の塩基は遺伝子上の塩基よりもより頻繁に変化する、と考えられます。
そしてそのような変化の多くは偶然に生じると考えられますので（あるいは偶然に生じると仮定して）、たくさんの例数を平均化すれば、ある決まった期間に1 個の変化が生じるとみなしてOK！と考えられるのです。難しい？？？
ここまで分かれば、後は1 個の変化が生じる期間を決めれば良いだけです。
DNA の塩基配列の変化速度が決定される以前、様々な動物種のヘモグロビンタンパク分子を構成するアミノ酸を調べ、その違いの数と、各動物種の分岐時期とを比較する試みが行われました。いわゆる「分子時計」です。動物の分岐の年代は、化石やアイソトープによる測定法で決定します。
で、その結果、アミノ酸の変化数と動物種の分岐時期との間に直線的な相関があることが分かり、計算の結果、1 個当たりのアミノ酸が変化する速度を（大雑把ですが）推定することができるようになりました。
アミノ酸はまさに遺伝子の塩基配列によって直接的に決定されますので、ほどなく1 塩基の変化に要する時間が推定されるようになりました。
ここで注意して頂きたいことは、この推定が成り立つには「塩基の変化は偶然かつ一定速度で生じる」と仮定されなくてはなりません。同時に、「絶対年代の測定は化石やアイソトープなどの方法で決定される」という点にも注意を払う必要があります。すなわち、DNA 分析による年代測定は、未だ必ずしも絶対的かつ正確なものではない、ということです。今後の展開によってはある程度の修正が加えられる可能性もある領域です。
さて、ヒトの起源を調べる場合などは、それなりの頻度で変化するようなDNA 領域をまず決めます。要するに、バクテリアとあまり変わらないような塩基配列を持つ領域を調べてもダメだし、ヒトの個人差が特定されるような変化に富む領域を調べても意味が無いわけです。
だもんで、適当な期間で変化するような領域を調べます。
で、このような方法で現代人男性のYDNA をたくさん調べ、分析していきますと、いくつかのパターン（ハプロタイプ）に分かれること、そしてそれぞれの起源（古さの順番）が分かるようになりました。
次回は、YDNA のハプロタイプに基づいた現代日本人の特徴についてお話します。
みなさまこんにちは！良いお天気が続く今年の連休です。
でも、明日～明後日はお天気も荒れがちとのこと・・・。
ですので、「今日を大事に生きよう！」と思ったセンセは、バイクで新規な林道を発掘してまいりました！
朝一番に実験のサンプリングを済ませたセンセは、まずは手始めに菖蒲平林道を攻めた。菖蒲平林道、去年の秋の台風の時には大木が倒れて道を防ぎ、通れませんでしたが、その後撤去され、今回は問題なく通れました。
結構気合を入れて走りましたが、菖蒲平林道は過去に何度も走っておなじみの林道ですので、センセでもストレス無く走ることができます。セローくんも人間ドックから出てきたばかりなので、絶好調です。
で、一旦戻ってネズミのケージを洗って干して、お昼になったのでご飯を食べて、速攻で今度は新規林道目指してセローにまたがった。
今回初めて走る林道は「北山線」と言います。和平高原入り口から千曲に抜ける「更埴坂城線」から、五里ヶ峰～葛尾城跡方面に分岐する林道です。以下、写真でご説明します。
直進すると和平高原、左に折れると五里ヶ峰～鏡台山の稜線を抜けて千曲の「あんずの里」に出ます。
ほどなく林道「更埴坂城線」となります。
道幅の広い舗装路が続きます。対向車が来ても全く問題なく、走りやすいです。
こういうカンジ。
しばらく走ると北山林道への分岐点に出ます。真っ直ぐ行くと稜線、左に折れると葛尾城跡方面です。
看板があります。
北山線の入り口です。
入り口は下りのヘアピンが連続しますので、慎重に進入した方が良いかと・・・。
こんなカンジ。至って普通の林道です。
アップダウンもありますが、直線も多いです。
終点付近。「坂城散歩道-19」でもご紹介した場所です。
例の看板。車が一台停まってた。
一旦戻って、稜線を目指します。
途中の道はこんなカンジ。落石も多いですが、大したことない。道幅も広く、気持ちよく走れます。
ここが坂城と千曲の分岐点です。
左に行くと五里ヶ峰、右に行くと鏡台山、真っ直ぐ行くと、千曲市の「あんずの里」に出ます。
五里ヶ峰の登山口。
反対側は、鏡台山の登山口です。
クマに注意！
クマを目撃したら、千曲警察署まで連絡を！
センセを目撃したら、保健所まで連絡を！
じゃなかった、研究所まで連絡を！！！
というわけで、本日は午前～午後ともバイク漬けの一日でした。疲れた～ ×××。
本日、北山線の途中で二名の男性がトコトコ歩いているところに出くわした。
単なるハイカーだと思って軽く会釈してそのまま通り過ぎた。
と、ほどなく、車が林道脇に停まってた。四駆じゃなくって、普通車だった。
さっきの二名の車なのだろう。
初めは単に道の邪魔になるから脇に停めているのだな、と思ってた。
で、終点まで行って引き返すと、その車のすぐ後ろにJAF 車が留まってた。
「ハハア～～～ン、轍（わだち）に腹がつかえてにっちもさっちもいかなくなったんだな！」と、合点した。
で、ほどなく行くと、先ほどの二名がノコノコ登ってきた。
で、センセも止まって「普通車でこの林道は無理だよ！」とかお話した。
見ると、一名は外人さんだった。
ま、海の向こうからはるばる坂城まで来て林道でスタックするのも人生の良い思い出の一つとはなることであろう！
それにしても、オフロードバイクは最高だっっっ！！！
本日の走りの跡（午後のみ）です。
赤が舗装路、青がダートです。
