今日お話したいのは
現生人類（ホモ・サピエンス）と 絶滅したヒト属の
ゲノムを研究して
何が分かるかです
しかしその前に
既に知っていることを簡単に復習します
人の遺伝物質であるゲノムは
体内のほとんど全ての細胞の染色体中に
DNAとして収まっています
DNAはご存知のように 二重らせん構造をしています
そして遺伝情報は
A T C G の文字で略される
4つの塩基からなる
配列に含まれています
そしてこの情報は二本鎖の双方に
存在します
これは重要で
新しい細胞が作られる際に二本鎖が分離し
古い鎖を鋳型として新しい鎖が合成されます
この過程は ほぼ完璧です
しかし当然ながら自然界には
完璧なものなどありません
従って時には間違いが起こり
誤った文字が組み込まれます
例えば このような変異の
結果は
この部屋にいる皆さんの
DNA配列を比較したら分かるでしょう
私と皆さんのゲノムを比べたなら
約1200～1300文字ごとに 1文字の割合で
違いがあることでしょう
そしてこの変異は
概ね時間の経過に伴い蓄積するのです
従ってチンパンジーを考慮すると ヒトとの違いはさらに大きくなります
約100文字あたり1文字の割合で
チンパンジーとは違いがあります
DNA断片や全ゲノムの
歴史に興味があるなら
DNAの違いを調べることで
DNAの歴史を再構築できます
そしてこの歴史を語る時は 通常
このような系統樹を用います
この例は非常に単純です
この2人のヒトのDNA配列は
ごく最近共通の祖先から 枝分かれしました
さらに遡るとチンパンジーと祖先を共有します
そしてこれらの変異は
概ね時間の経過と共に起こるので
遺伝子の違いを見ることで
年代を推測することができます
典型的に この2人のヒトは
約50万年前に同じ祖先から枝分かれし
チンパンジーとは
5百万年前に枝分かれしました
この2～3年で
分析技術が発達し
多くのDNAを非常に短時間で 分析可能になりました
おかげで今ではわずか数時間で
ヒトの全ゲノムを解析できるのです
当然ながら私たちは2つのヒトゲノム つまり
母親と父親から一つずつ受け継いでいます
ゲノムの全長は30億文字ほどです
自分の持つ二つのゲノムは
あるいは 私が分析に使う１つのゲノムは
違いを見ると約3百万個所あります
そうなると次に考えたくなるのは
このような遺伝子の違いが どのように
世界に分布しているかということです
実際調べてみると
まずアフリカでは一定程度の 遺伝子のバラツキが見られます
そしてアフリカ以外の地域では
遺伝子のバラツキはより少ないのです
驚くのも無理はありません
アフリカの人口はその他の地域の
1/6 ～ 1/8 だからです
にもかかわらずアフリカの人には
より多くの遺伝子のバラツキがあるのです
さらにアフリカ以外の地域で見られる
このような遺伝的バラツキはほとんどが
アフリカ内で見るDNA配列に
極めて共通点があります
しかしアフリカ内で見ると
他の地域とは密接な共通性がない
遺伝的バラツキが見られます
この説明としては
アフリカ人の遺伝的バラツキの 全部ではなく一部が
世界に広がり定着したという説が挙げられます
このような遺伝子の違いが生じた時間を 推定する最新の技術から
導き出された知見は次のようなものです
本質的にはお互いに見分けのつかない
現代人は
ごく最近 10～20万年前に
アフリカで進化し
その後 約5～10万年前に
アフリカから旅立ち
その他の世界に定着したのです
このことから私がしばしば言うのは
ゲノム的見地からは
私たちは皆アフリカ人だということです
私たちは今日アフリカの住人か
ごく最近旅立った人のいずれかです
現生人類の起源が
直近の出来事であることを示す もう一つの事実は
遺伝的バラツキが
世界中に広く分布し
少なくとも鳥瞰的に見ると
多くの地域で
勾配となっていることです
多様な遺伝的バラツキが存在し
しかも勾配を作るということは
ある特定の人のゲノムから
DNAの塩基配列を解析すれば
祖父母や両親が
頻繁に移動しなかった限り
極めて正確に
出身地を特定できます
しかし果たしてこれは
多くの人が考えるように
例えば異なる大陸間の人の集団の場合
大きな遺伝子的違いがあると言うのでしょうか
そのような質問にも答えが分かりつつあります
例えば現在
世界中から集めた千人の
ゲノムの塩基配列を 解析する研究が進んでいます
解析対象にはアフリカの2つの集団から
選ばれたアフリカ人185人がいます
これとほぼ同数のヨーロッパと中国の人も
ゲノムの塩基配列を解析しました
その結果 各個体の塩基配列に
どれだけのバラツキを発見できるか
何文字分のバラツキがあるか 解明を始めました
違う個所は膨大で3800万個所に上ります
それよりもアフリカ人とその他の人々の間に
決定的な違いがあるか解明できます
大抵の人はおそらく
ここに最大の違いがあると思ったでしょう
絶対的な相違というのがあるのでしょうか
何を意味するかと言うと
全てのアフリカ人の遺伝子の特定の位置に
100%共通する文字があるのに対し
アフリカ外のすべての人で ここが別の文字に置き換わることです
実は数百万もの塩基の異なる部位で
そのような位置は一つもありません
驚くべきことです
もしかしたら一人くらいの 分類違いはあるかもしれません
そこで条件を少し緩くしましょう
すなわちアフリカ人の95％が
一致する文字を持ち アフリカ人以外の95%が
別の塩基を持つ部位が
いくつあるでしょう
その答えの数は12です
とても驚くべきことです
つまり人種を比較して
アフリカ出身の人と
ヨーロッパあるいはアジア出身の人を比べて
ゲノムの特定の位置で 100%の正確性を持って
その人がどの塩基を持つか 予想できないのです
そしてわずか12ヶ所の位置だけで
95％の確率で 予測できるのです
驚くべきことは
外見から判断すれば これらの人や
祖先がどこの出身か見分けがつくことです
つまり
明らかな
外見上の特徴
顔立ち 肌の色 髪質などは
一つの遺伝子だけに 大きく左右される訳ではなく
多くの遺伝的変異体により決まるのです
そして変異体が生まれる頻度は
地域により違っているようです
また お互いに容易に気づく
明らかな外見上の特徴で
特筆すべきことは
まさに文字通り
体の表面に見受けられることです
つい先ほど申し上げたように
顔立ち 髪質 肌の色なのです
他にもいくつかの異なった特徴が
大陸間では見られ
それらは食べ物の代謝の違いや
我々の体内に侵入しようとする
微生物に対する免疫の働きの
違いに関係しています
しかし言ってみれば
このような身体部分はすべて
外部環境に直接触れています
想像がつくのは
こういった身体部分は
環境による（進化的）選択を 即座に受けて
関連する遺伝子の
頻度を変えることです
しかし環境と直接に相互作用をしない
身体の他の部分
例えば腎臓 肝臓 心臓などは
見る限りでは
遺伝的変異体が
どこから来たか 全く分かりません
もう一つ興味深いのは
ヒトがアフリカの共通の祖先から
分化したと言う見方をすると
それが起こったのは約10万年前のことですが
その頃 地球上ではヒトが
唯一のヒト属ではなかったのです
他のヒト属も同時に存在したのです
おそらく最も有名なのは ネアンデルタール人でしょう
左に示したこのヒト属は
右に示した現代人に比べ
骨格ががっしりしています
数十万年前から 西アジアとヨーロッパに
棲んでいました
興味深い疑問は
我々が出会った時どうなったかです
ネアンデルタール人はどうしたのでしょう?
この疑問に答えようとして
私の研究チームは25年以上かけて
ネアンデルタール人や
数万年前に絶滅した
動物の遺骸から
DNAを抽出する方法を研究しています
DNAの抽出方法や
塩基配列解析可能な試料の調整に
様々な技術的問題が伴います
自身のDNAが
試料に混入しないよう
細心の注意が必要です
また同時に大量のDNA分子の
塩基配列を超高速に解読する技術のおかげで
昨年私たちはネアンデルタール人の
ゲノム配列の第一版を公表しました
誰でもインターネット上で
これまで再構築できた最低55％の
ネアンデルタール人のゲノムを
見ることができます
そこでネアンデルタール人と
現代人のゲノムを比較し始められるのです
そこから生まれる疑問は
我々が出会ったとき 何が起こったかということです
交配しあったのでしょうか？
この疑問に答えるには
南ヨーロッパのネアンデルタール人と
現代人のゲノムとを
比較することです
そこで我々は
2人の現代人との間で比較を行うこととし
その手始めとして
2人のアフリカ人のゲノムを調べ
互いに塩基の異なる部位を見つけ この部位がネアンデルタール人では
どうなっているかを調べました
ネアンデルタール人はいずれかの アフリカ人に一致するでしょうか?
ネアンデルタール人はアフリカに 棲まなかったので 違いはないと予測しました
彼らは同等で いずれか一方に
より近いとは考えられません
結果はまさにそのとおりでした
統計的に見て ネアンデルタール人と
いずれのアフリカ人との相違に 差がありませんでした
しかしヨーロッパ人と
アフリカ人との差を見ると違いがあります
明らかに高い頻度でネアンデルタール人は
アフリカ人よりも ヨーロッパ人と一致するのです
中国人とアフリカ人を比較しても
同様です
ネアンデルタール人は中国人に一致する頻度が より高いのです
これもまた驚きです
ネアンデルタール人は 一度も中国に棲んでいません
これの説明として我々が提唱するのは
約10万年前 現生人類は
アフリカから旅立った後に
ネアンデルタール人に出会ったのです
最初はネアンデルタール人が棲んでいた
中東で出会ったと思われます
もしそこで交配が起こったなら
その現代人がアフリカ以外の人
全ての祖先となり
世界中の子孫に
ゲノムの中の ネアンデルタール人の要素を
広げたのです
このようにして今日アフリカ以外の人は
DNAの約2.5%をネアンデルタール人から
受け継いでいるのです
ネアンデルタール人のゲノムを 入手したので
これを対照とし
古代人の遺骸から
DNAを抽出する
技術を活用して
世界中の人を対象に応用することができます
これを我々が初めて行ったのが南シベリアの
アルタイ山脈にある
デニソワという場所です
2008年に
考古学者が山の洞窟で
とても小さな骨のかけらを発見しました
これはその複製です
これはヒトの小指の骨であることに
考古学者らは気づきました
そしてこの骨は保存状態がよかったので
我々はこの人物のDNAを解析することができ
実際ネアンデルタール人より
詳しく解析することができ
このゲノムをネアンデルタール人や
現代人と比較してみました
その結果約64万年前 この個体は
ネアンデルタール人と共通のDNA配列を持つ
祖先を共有していたことが分かりました
さらに80万年前まで遡ると
現代人とも共通の
祖先につながるのです
従ってこの個体の属していた集団は
ネアンデルタール人と共通の祖先を持ち
枝分かれして以降 長い独自の歴史があったのです
この小さな小さな骨のかけらから
初めてその特徴が調べられた
この人類の集団を
初めて発見された場所にちなんで
デニソワ人と呼びます
デニソワ人についてもネアンデルタール人と
同じ質問ができます
現代人の祖先との間で交配したのだろうか?
この問いかけに対して
デニソワ人のゲノムを
世界中の人と比較すると
驚くことに
今日のシベリア周辺の人ですら誰も
デニソワ人のDNAを持っていないのです
しかしパプア・ニューギニアを始めとした
メラネシアや太平洋の島々の人は 持っているのです
おそらく これが意味するのは
デニソワ人は以前は より広く分布していたのです
メラネシア人の祖先が シベリアに棲んでいたとは
考え難いからです
絶滅したヒト属の
ゲノムを研究することで
現代人がアフリカから外へ旅立ち始めた頃の
世界の様子が分かり始めているのです
西にはネアンデルタール人が棲み
東にはデニソワ人が棲んで
おそらく他にも未知のヒト属が
棲んでいたことでしょう
これらのヒト属の居住地域の 境界線はよく分かりませんが
南シベリアには少なくとも過去のある時期
ネアンデルタール人とデニソワ人の
両方が棲んでいたことが分かっています
その後アフリカのどこかで現代人が現われ
アフリカを出ておそらく中東に行きました
そこでネアンデルタール人に出会い交配し
世界中に広がり続け
東南アジアのどこかで
デニソワ人と出会い交配し
太平洋へと向かって行ったのです
その後これらのヒト属は絶滅しましたが
特定の現代人の中で
その一部が生き続けているのです
アフリカ以外の人のDNAの2.5%は
ネアンデルタール人に由来します
メラネシアの人はこれに加え
約5%のDNAを
デニソワ人から受け継いでいます
これが意味することは
アフリカ以外の人とアフリカ人との間に
決定的な違いがある ということでしょうか？
つまり アフリカ以外の人は
絶滅した人属のゲノムの一部を
受け継いでいるのに対し
アフリカ人は持たないのでしょうか？
そのようなことはないと思います
おそらく現代人は
アフリカのどこかで生まれました
そして当然ながらアフリカ中にも広がり
そこには古い（現生）人類もいました
そして別の地域でも交配したように
アフリカの古い人類のゲノムを
将来発見した際には
間違いなく
アフリカの現代人の祖先もまた
その古い人類と交配したことが分かるでしょう
最後にまとめると
現代人と 絶滅したヒト属との
比較ゲノム研究から
何が分かったのでしょう
おそらく多くのことが分かりましたが
一つ大事な点と思い申し上げるのは
我々は常に交配してきたということです
我々は他のヒト属と出会うたびに交配し
それ以降は現生人類同士で 交配を続けているのです
ご清聴ありがとうございました
（拍手）