2022年のノーベル生物医学賞は予想外、人類進化遺伝学が初受賞

2022年10月3日現地時間午前11時30分（北京時間10月3日午後7時30分）、ノーベル賞委員会は、絶滅した古代人類と人類の進化に関連するゲノムの発見を評価され、2022年の生理学・医学賞をスウェーデンの生物学者で進化遺伝学者のスヴァンテ・ペーボに授与すると発表した。

スヴァンテ・ペーボ（1955-）

スヴァンテ・ペーボは、1955 年 4 月 20 日にスウェーデンのストックホルムで生まれました。彼の母親はエストニアの化学者カリン・ペーボ、父親はベンクト・I・サミュエルソンとジョン・R・ヴェインとともに1982年のノーベル生理学・医学賞を受賞した生化学者スネ・ベルイストロームです。スヴァンテ・ペーボは、アデノウイルスの E19 タンパク質が免疫システムを制御する仕組みを研究し、1986 年にウプサラ大学で博士号を取得しました。

厦門大学の王伝超教授はファンプに対し、スヴァンテ・ペーボが1980年代に古代DNAの研究を開始して以来、古代DNAの実験技術の探求と古代DNA研究基準の確立に尽力してきたと語った。分子クローニング、PCR、第2世代シーケンシング技術、プライマー伸長キャプチャー、液相ハイブリダイゼーションキャプチャーなどの増幅およびシーケンシング技術の継続的な出現により、古代DNA研究は徐々に大きな発展の見込みがある広く使用される分野になりました。古代 DNA の研究は、人類の起源と進化の歴史に関する非常に貴重な参考資料となります。 2010年、ドイツのマックス・プランク研究所のスヴァンテ・ペーボ率いる研究チームは、絶滅したネアンデルタール人の全ゲノム配列を解析し、現代のアフリカ人にはネアンデルタール人の遺伝子要素は存在しないが、アフリカ以外の現代の集団には1％から4％のネアンデルタール人の混血があることを発見した。その後、4万年前に北アジアに住んでいたデニソワ人の全ゲノム解析にも成功し、人類起源モデルは「交雑した最近のアフリカ起源」と改訂された。

今日の記事は、古遺伝学研究の発展の歴史を一人称視点で語る、スヴァンテ・ペーボの科学書『ネアンデルタール人』からの抜粋です。

著者 |スヴァンテ・ペーボ

翻訳者 |夏志

校正：ヤン・フアンミン

私はネアンデルタール人の研究から始めたのではなく、古代エジプトのミイラの研究から始めました。 13 歳のとき、母に連れられてエジプトに行きました。それ以来、エジプトの古代史に魅了されてきました。しかし、ウプサラ大学でこの研究を本格的に始めると、ファラオやピラミッド、ミイラに対する私の興味は、思春期のロマンチックな夢に過ぎなかったことがだんだん明らかになりました。私は宿題をこなし、象形文字や歴史的事実を暗記し、さらにはストックホルムの地中海博物館で陶器やその他の工芸品のカタログ作成に2年連続で夏を費やしました。私はおそらくスウェーデンでエジプト学者になり、同じ博物館で働くでしょう。しかし、2 年目の夏も、同じ人々が 1 年目の夏とほぼ同じことをしていたことがわかりました。さらに、彼らは同じ時間に同じレストランに行き、同じ食事をし、同じ古​​代エジプトの謎や学術的な噂話について議論しました。実際、エジプト学の分野は私にとってはあまりにもゆっくりと発展していることに気づき始めました。これは私が望む職業生活ではありません。もっと興奮を味わいたい、自分の周りにある世界ともっとつながりたいと思いました。

この目覚めは私をさまざまな危機へと導きました。私の父は医者で、後に生化学者になりました。これに触発されて、私は医学を学び、その後基礎研究に従事することを決意しました。それで私はウプサラ大学の医学部に進学し、数年後に患者を診るのが本当に楽しいと気づいて驚きました。医師は、多種多様な人々と出会うだけでなく、彼らの人生に積極的な役割を果たすことができる数少ない職業の一つであるように思えます。そして、人々とつながり、関係を築く能力は、私が持っているとは思ってもいなかった才能です。医学研究に4年間携わった後、私は小さな危機に直面しました。医者になるべきか、それとも当初考えていた基礎研究に切り替えるべきか?私は博士号を取得したら（おそらく）病院に戻れるだろうと考えて後者を選択しました。私は当時ウプサラで最も人気の科学者の一人であったペル・ペッターソンの研究室に加わりました。つい最近、彼の研究グループは、移植抗原の重要なクラスの遺伝子配列を初めてクローン化した。これらのタンパク質分子は免疫細胞の表面に位置し、ウイルスや細菌のタンパク質の認識を媒介します。パターソン氏は、臨床診療に関連する刺激的な生物学的知見を生み出しただけでなく、彼の研究室は、細菌を導入して DNA クローニングを操作する新しい手法を習得したウプサラでも数少ない研究室の 1 つです。

パターソンは、アデノウイルスがコード化したタンパク質を研究するチームに参加するよう私を招待しました。アデノウイルスは、下痢、風邪のような症状、その他の不快な症状を引き起こすウイルスです。このウイルスタンパク質は細胞内の移植抗原と結合し、細胞表面に運ばれると免疫系細胞によって認識され、免疫系が活性化されて体内の他の感染細胞を殺すと考えられています。その後 3 年間、私は他の人たちと協力してこのタンパク質を研究し、このタンパク質に対する私たちの見方が完全に間違っていたことに気づき始めました。私たちは、ウイルスタンパク質が免疫システムの攻撃の不運な標的になるのではなく、細胞内の移植抗原を探し出して結合し、細胞表面への輸送を阻止することを発見しました。感染した細胞の表面には移植抗原がないため、免疫システムは感染したことを認識できません。このタンパク質は、いわばアデノウイルスを保護します。実際、アデノウイルスは細胞内でかなり長い間、おそらく感染した人と同じくらい長く生存することができます。ウイルスがこのように宿主の免疫系を防御できるという発見は予想外だった。最終的に、私たちはトップクラスの学術雑誌にいくつかの注目度の高い論文として研究成果を発表しました。実際、その後の多くの研究で、他のウイルスも同様のメカニズムを使って免疫システムによる攻撃を回避していることが判明しています。

最先端の科学に携わるというのはどういうことか、初めて体験したのですが、とても興味をそそられました。また、科学の進歩は往々にして苦痛を伴うプロセスであることを初めて（しかし最後ではない）知った時でもあった。自分自身の考えや同僚の考えが間違っていることに気づき、最も近しい仲間や世界の多くの人々に新しい考えを検討するよう説得するにはさらに長い時間がかかるのだ。

しかし、生物学に対する私の興味の真っ只中にあっても、どういうわけか、古代エジプトに対する興味を完全に払拭することはできなかったのです。時間があるときはいつでも、エジプト学研究所に行って授業に出席します。私は古代エジプトのファラオが話していた言語であるコプト語の授業を受けています。私はロスティスラフ・ホルトアーと友達になりました。彼は、強い社会的、政治的、文化的つながりを持つ、陽気なフィンランドのエジプト学者です。 1970 年代後半から 1980 年代前半にかけて、私はよくウプサラにあるロスティスラフの家で夕食をとりながら長い夜を過ごしました。私はエジプト学は好きだけど、未来を予測するのは難しいとよく不満を言います。私は人類の福祉を継続的に向上させることができる分子生物学も好きです。私は、同じように魅力的な2つのキャリアパスのどちらかを選ばなければなりませんでした。それは苦渋の選択でした。もちろん、これは同情に値することではないようです。なぜなら、若者はどのように決断を下すべきか分からないものの、彼が直面している選択肢は両方とも素晴らしいものだからです。

しかし、ロスティスラフは私に辛抱強く耳を傾けてくれました。私は、科学者が現在、あらゆる生物（菌類、ウイルス、植物、動物、または人間）から DNA を抽出し、それをプラスミド（細菌ウイルス由来の DNA キャリア分子）に挿入し、そのプラスミドを細菌に導入して、細菌宿主と協力して外来 DNA の数百または数千のコピーを作成できるようになったことを説明しました。また、外来遺伝子の 4 つのヌクレオチド配列を決定する方法と、2 つの個体または 2 つの種の DNA 配列の違いを発見する方法についても説明しました。 2 つのシーケンスが類似しているほど (つまり、シーケンス間の違いが少ないほど)、シーケンス間の関係は密接になります。実際、共有された突然変異の数により、特定の配列が共通の祖先 DNA 配列から数千年、数百万年かけてどのように進化したかを推測できるだけでなく、それらの祖先 DNA 配列のおおよその年齢も推測できます。たとえば、1981 年の研究で、英国の分子生物学者アレック・ジェフリーズは、人間と類人猿の血液中のヘモグロビン遺伝子の DNA 配列を分析し、その遺伝子が人間と類人猿で独立して進化し始めた時期を推測しました。私は、このアプローチは、あらゆる種の多くの個体に存在する多くの遺伝子にすぐに適用できるだろうと説明しました。これにより、科学者は、さまざまな種が過去にどのような関係にあったか、またそれらがいつ独自の進化を始めたかを判断することができ、これは形態学や化石の研究よりも信頼性の高い方法です。

ロスティスラフにこのすべてを説明しているうちに、ある疑問が頭に浮かび始めました。この方法は、現代の人間や動物の血液や組織サンプルの DNA 配列を決定するためにのみ使用できるのでしょうか?この方法はエジプトのミイラの DNA 配列を決定するのに使用できるでしょうか? DNA分子はミイラの中で生き残ることができるでしょうか？それらはプラスミドに挿入され、細菌内で複製されることもできるのでしょうか?古代の DNA 配列を研究することで、古代エジプト人が互いに、そして現代の人類とどのような関係にあったかが明らかになる可能性はあるでしょうか?これができれば、従来のエジプト学の方法では答えられない疑問に答えることができるようになります。たとえば、今日のエジプト人は、およそ 5,000 年から 2,000 年前のファラオの時代に生きていたエジプト人とどのような関係があるのでしょうか。それは、紀元前 4 世紀のアレクサンダー大王の征服や 7 世紀のアラブ人の侵略など、エジプトで大規模な人口入れ替えを引き起こした大きな政治的、文化的変化によるものだったのでしょうか。それとも、これらの軍事的、政治的な出来事が、単に地元住民に新しい言語、新しい宗教、新しい生活様式を採用させるきっかけとなったのでしょうか?現在エジプトに住んでいる人々は、一般的に、ピラミッドを建てた人々と同じ人々でしょうか?それとも、彼らの祖先が侵略者と混ざり合って、今日のエジプト人は古代エジプト人とはまったく違うのでしょうか?このような質問は興味深いです。もちろん、他の人もそう考えるべきでした。

大学図書館に行って関連雑誌や書籍を調べましたが、古代の資料からDNAを採取したという報告は見つかりませんでした。古代の DNA を入手しようとした人は誰もいないようです。あるいは、たとえ成功したとしても、彼らは成功していない。なぜなら、もし成功していたら、彼らは必ずその研究結果を公表していたはずだからだ。私はパターソン研究室の経験豊富な大学院生やポスドクとこの件について話し合いました。彼らは、DNAの感受性を考えると、なぜ何千年も生き残ってきたと思うのか、と尋ねました。私たちの会話は落胆させるものでしたが、私は希望を捨てませんでした。文献を検索しているうちに、博物館に保管されていた数百年前の動物皮から、抗体によってまだ検出可能なタンパク質を検出したと主張する論文がいくつか見つかりました。また、顕微鏡で古代エジプトのミイラの細胞の輪郭を発見したと主張する研究も見つけました。つまり、生き残ったものもあったのです。私は実験を行うことにしました。

最初の疑問は、DNA が死後も組織内で長期にわたって存続できるかどうかです。古代エジプトのミイラ防腐処理者が行っていたように、組織を乾燥させれば、DNAを分解する酵素が活性化するには水が必要なので、DNAは長期間良好に保存される可能性があると私は推測した。これが私が最初にテストする必要があったものでした。 1981 年の夏、研究室に人があまりいなかった頃、私はスーパーマーケットに行き、子牛の肝臓を一切れ買いました。私はこれらの実験を記録する新しい実験ノートの表紙に店のレシートをテープで貼り付けました。このノートに自分の名前を記入したのは、自分の実験をできるだけ秘密にしておきたいと思ったからに他なりません。もしパターソンがこれらの実験は不必要で、私の気を散らすものだと考えたら、彼は私に実験を禁じるかもしれません。やはり、免疫系の分子メカニズムに関する研究は競争が激しいので、そこに専念すべきです。いずれにせよ、失敗したときに同僚に嘲笑されるのを避けるために、すべてを秘密にしておきたかったのです。

古代エジプトのミイラを模倣するために、私は牛の肝臓を研究室のオーブンで密封し、50℃に加熱してミイラ化することにしました。このことによる最初の結果は、私の秘密のプロジェクトが公開されることになるということです。翌日、その異臭が多くの噂を呼び、みんなが肝臓を発見して処分してしまう前に、私は自分のプロジェクトを公表しなければなりませんでした。幸いなことに、脱水処理が進むにつれて臭いは弱まり、教授のところに腐った臭いや苦情は届きませんでした。

数日後、肝臓は硬くなり、乾燥し、エジプトのミイラのように暗褐色に変わります。私はそこからDNAを抽出し始めましたが、大きな成功を収めました。私が得た DNA は、新鮮な組織から抽出した DNA のような数千ヌクレオチドではなく、わずか数百ヌクレオチドの短い断片でしたが、それでも実験には十分でした。私の考えは確認されました。 DNA が死んだ組織内で少なくとも数日または数週間は生き続けると考えるのは不合理ではありません。しかし、数千年はどうでしょうか?当然の次のステップは、エジプトのミイラに同じアプローチを試すことでした。この時、ロスティスラフとの友情が役に立ちました。

ロスティスラフは、私がエジプト学と分子生物学に苦戦していることを知っていて、エジプト学を分子時代に持ち込もうとする私の試みを喜んで支援してくれました。彼はミイラのコレクションを収蔵する小さな大学博物館の館長です。彼はミイラのサンプルを採取するという私の要求には同意したが、もちろんミイラを切り開いて肝臓を取り出すことは許さなかった。しかし、ミイラが引き裂かれて手足が折れていた場合、ロスティスラフはDNA抽出のためにミイラの折れた部分から皮膚や筋肉組織の小片を採取することを許可してくれた。このようなミイラは 3 体あります。 3,000年前に生きていた人の皮膚と筋肉にメスを入れたとき、その組織の質感がオーブンで調理した子牛の肝臓のそれと異なることを発見しました。子牛のレバーは食感がしっかりしていて切りやすいです。しかし、ミイラは非常に脆く、切るとその組織は茶色の粉に砕けてしまいます。肝臓を摘出するのと同じ手順でミイラを摘出しました。ミイラエキスは肝臓エキスとは異なり、ミイラのように茶色であるのに対し、肝臓エキスは水のように透明です。私は電界をかけてミイラの抽出物をゲル内で移動させて DNA を抽出し、それを染料で染色しました。染料が DNA に結合すると、紫外線の下でピンク色の蛍光を発します。しかし、結局、茶色いものしか見えませんでした。実際、紫外線下では蛍光を発しますが、ピンクではなく青色なので、予想していた DNA ではありません。他の 2 つのミイラのサンプルでもこの​​プロセスを繰り返しました。もう一度言いますが、DNAはありません。 DNAが含まれていると予想していた抽出物はすべて、未確認の茶色い物質であることが判明しました。私の研究室の同僚たちの言うことは正しかったようです。細胞内でも、壊れやすい DNA 分子は壊れないように絶えず修復される必要があるのです。彼らはどうやって何千年も生き延びることができたのでしょうか?

私は秘密の研究ノートを机の引き出しの一番下にしまって、小さなタンパク質を使って免疫系を巧みに騙すウイルスの研究に戻ったが、ミイラのことが頭から離れなかった。どうしてミイラの生き残った細胞を他の誰かが見ることができるのでしょうか?おそらく、この茶色い物質は実際には何らかの化学修飾を受けた DNA であり、そのため茶色に見え、紫外線の下では青く蛍光を発するのかもしれない。おそらく、すべてのミイラに DNA が残っていると期待するのは甘い考えでしょう。おそらく、十分なサンプルを見つけるには、多くのミイラを分析する必要があるでしょう。それを知る唯一の方法は、博物館の学芸員を説得して、多くのミイラを犠牲にさせることだが、おそらく無駄だろう。そのうちの1体から古代のDNAが見つかるかもしれないという遠い希望を抱くのだ。どうすれば彼らのサポートが得られるのか分かりません。大量のミイラを分析するには、迅速で損失の少ない方法が必要なようです。私の医学教育の経歴がヒントを与えてくれました。たとえば、生検針を使用して腫瘍の疑いのある部位から小さな組織片を採取し、それを固定して染色し、顕微鏡で観察します。認識可能な詳細は一般に非常に明白であるため、訓練を受けた病理学者は腸粘膜、前立腺、または乳房内の正常な細胞と変化し始めている細胞を区別し、それによって早期の腫瘍を検出することができます。さらに、研究者は顕微鏡のスライド上で特定の DNA 染料を使用して DNA の存在を検査することもできます。私がしなければならなかったのは、多数のミイラから小さなサンプルを採取し、DNA染色と顕微鏡検査を行うことだけでした。当然ですが、大量のミイラを入手したいのであれば、まずは最大の博物館から始めなければなりません。しかし、気まぐれなプロジェクトのために組織の一片でも求めている、興奮しすぎたスウェーデンの学生は、間違いなくキュレーターの疑いを引き起こすだろう。

ロスティスラフはまだ私に同情してくれました。彼は、ミイラのコレクションが多数ある大きな博物館があり、協力してくれるかもしれないと私に話しました。それがベルリン州立博物館（Staatliche Museen zu Berlin）です。この総合的な博物館複合施設は、当時のドイツ民主共和国の首都ベルリン（東ベルリン）にあります。ロスティスラフはそこで数週間を過ごし、古代エジプトの陶器のコレクションを研究した。彼はスウェーデン人教授として博物館で働く許可を得た。しかし、彼が図書館グループの複数の司書と親しい友人になれたのは、主に国境を越えた深い友情を育む能力によるものでした。 1983 年の夏、私は列車に乗ってスウェーデン南部のフェリーに乗り、翌朝ドイツ民主共和国に到着しました。

私は2週間ベルリンにいました。毎朝、国立博物館の一つであるボーデ博物館の収蔵庫に入るために、いくつかの検問所を通過しなければなりません。ボーデ美術館はベルリンの中心部近くのシュプレー川の島にあります。第二次世界大戦から40年近く経ちますが、博物館には今でも戦争の痕跡がはっきりと残っています。ソ連軍がベルリンを占領した際に機関銃で撃たれたため、窓の周りの壁に弾痕が残っているのが見えました。初日、彼らは私を戦前の古代エジプトの遺物の展示会に連れて行ってくれて、建設作業員のヘルメットをくれました。私はすぐにこれが何のためにあるのか理解しました。展示ホールの屋根には砲撃と爆撃によって残された大きな穴が残っています。鳥が飛び交い、ファラオの石棺に巣を作る鳥もいました。壊れやすい文化遺産の資料はすべて、現在、賢明にも他の場所に保管されています。

その後数日間、エジプトの遺物を担当する学芸員が私をすべてのミイラの見学に連れて行ってくれました。昼食の数時間前、私は埃っぽくて荒れ果てたオフィスで、ひび割れて損傷したミイラから小さな組織片を切り取っていた。川の反対側にあるレストランに行くには、セキュリティチェックをすべて通過しなければならなかったので、昼食は少し面倒でした。食べ物は脂っこく、大量のビールとジンで流し込まなければなりませんでした。パビリオンに戻って、私たちは午後中ずっとジンを飲み続けました。私たちは将来の仮説について何時間も議論しましたが、私はなんとか30体以上のミイラのサンプルを集めてスウェーデンに持ち帰ることができました。

ウプサラでは、顕微鏡観察用のサンプルを準備するために、標本を塩水に浸して水分を補給し、スライドに置いて染色し、組織内の細胞の保存状態を観察しました。自分が何をしているのかあまり多くの人に知られないように、私はこの仕事を週末と夜遅くにだけ行いました。顕微鏡で見たとき、古代の組織の見た目に私は落ち込みました。筋肉サンプルには繊維はほとんど見えず、DNAが含まれている可能性のある細胞核の痕跡は見られませんでした。ある晩、ミイラの外耳から採取した軟骨片を検査するまで、私は絶望しかけていました。骨の細胞と同様に、軟骨の細胞は密度の高い硬い組織内の空間に生息します。軟骨を見ると、空洞の中に細胞の破片のようなものが見えました。興奮しながらDNAの入った部分を染色してみました。スライドを顕微鏡の下に置くとき、私の手は震えていました。確かに、軟骨細胞内に DNA 染色が残っている証拠があります (図 2.1 を参照)。軟骨にDNAが残っています！

気分は明るくなり、ベルリンから持ち帰った他のサンプルの処理を続けました。いくつかのサンプルは有望に見えました。特に注目すべきは、子供のミイラの左ふくらはぎから採取された皮膚片で、そこには明らかに細胞核が含まれていた。皮膚の一部をDNAで染色すると、核が光りました。この DNA は細胞核に存在するため、たとえ細菌や真菌が増殖している組織にランダムに出現したとしても、細菌や真菌に由来するものではありません。これは、子供自身の DNA が保存されたことを証明しています。顕微鏡写真をたくさん撮りました。

図 2.1 ベルリンから採取されたエジプトのミイラの軟骨組織の顕微鏡画像。空洞の間に残された細胞の一部が光っており、DNAが存在する可能性が高いことが示唆された。写真提供者: Svante Pääbo、ウプサラ大学。

細胞核を染色したところ、ミイラのサンプル3つにDNAが残っていることがわかりました。子供のサンプルでは細胞が最も無傷のまま保存されていました。しかし今、別の疑問が私を襲い始めました。これが本当に古代のミイラであるとどうやって確信できるのでしょうか?時には、観光客や収集家から小金を稼ぐために、詐欺師が最近の死体を古代エジプトのミイラとして偽装することもある。これらのミイラの一部は後に博物館に寄贈される予定だ。ベルリン博物館の職員は、おそらく戦争で関連記録が破壊されたため、ミイラの由来に関する記録を私に提供できなかった。その年代は炭素年代測定によってのみ判定できます。幸いなことに、炭素年代測定の専門家ゴーラン・ポスナート氏はウプサラ大学で働いていました。彼は加速器を使って炭素同位体の比率を測定することで古代の痕跡の年代を判定した。私のわずかな学生手当では賄えないのではないかと心配だったので、ママとデートするにはいくらかかるのか彼に尋ねました。彼は私に同情を示し、デートテストは無料であると約束しました。彼は価格について慎重に言及した。実際の価格は私の予算をはるかに超えていることは間違いありません。私はゴランにミイラの小片を渡し、結果を待った。私にとって、これは科学研究の最も苛立たしい側面の 1 つです。自分の仕事が他の人に大きく依存している場合、決して鳴らないかもしれない電話を待つことしかできないのです。しかし数週間後、私はついに待ち望んでいた電話を受けた。結果は良いニュースです！つまり、ミイラは2,400年前のものということになります。 2,400年前、アレクサンダー大王がエジプトを征服した頃。私はほっと一息つき、出かけてゴランに送る大きな箱入りのチョコレートを買いました。それから私はこの発見を公表することを考え始めました。

東ドイツにいた時、当時の大気圏で暮らしていた人々が非常に敏感だったことに気づきました。また、もし私が論文の最後に形式的な謝辞を述べるだけなら、私を歓迎してくれた博物館の館長や他の職員ががっかりするだろうことも分かっていました。私はこの件を適切に処理したかったので、ロスティスラフとステファン・グルネルトと話し合いました。ステファンは、私が東ベルリンで出会った、若くて野心的な東ドイツのエジプト学者でした。最終的に、私はミイラの DNA に関する最初の論文を東ドイツの科学雑誌に掲載することに決めました。私は高校レベルにも満たないドイツ語で、ミイラの写真やDNAで染色された組織の写真とともに、自分の発見を書き上げるのに苦労した。同時に、ミイラからDNAも抽出しました。今回はゲルを使って抽出物に DNA が含まれていることを証明することができ、この実験結果のグラフを論文に載せることができました。 DNAのほとんどは分解されていたが、いくつかの断片はまだ数千ヌクレオチドの長さで、新鮮な血液サンプルから抽出されたDNAとほぼ同じ長さだった。これは、古代の組織の中には、個々の遺伝子を研究するのに十分な大きさの DNA 分子が存在する可能性があることを示唆しているようだ、と私は書いた。古代エジプトのミイラの DNA を体系的に研究できたら、何が可能になるだろうかと考えました。論文の最後に、私は希望を込めてこう書きました。「今後数年間の研究が、これらの夢が実現するかどうかを示すでしょう。」私はその原稿をスティーブンに送り、彼は私のドイツ語を訂正してくれました。 1984年に、この論文はドイツ民主共和国科学アカデミーが発行する雑誌「Das Altertum」に掲載されました。しかしその後何も起こりませんでした。コピーを頼む人どころか、私に手紙をくれた人も一人もいませんでした。私自身は結果に満足していましたが、他の人はそうではなかったようです。

世界のほとんどの人々は東ドイツの出版物を読む習慣がないことに私は気づきました。その後、私はミイラ化した男性の頭蓋骨の破片から同様の結果を得て、同年 10 月にその結果に基づいた論文を、一見すると適切な西洋の学術誌である「考古学科学ジャーナル」に投稿しました。しかし、私を苛立たせたのは、出版プロセス全体が驚くほど遅く、ドイツ民主共和国で論文を発表したときよりもさらに遅かったことです。しかし、ドイツ民主共和国の雑誌に論文を掲載する際、ステファンは言語を訂正する必要がありました。これは考古学の分野における進歩が氷河の動きと同じくらい遅いことを反映していると思います。私の論文が1985年末に『考古学ジャーナル』に掲載されたときには、その時点では、その結果は他の実験の影に隠れてしまっていた。

ミイラの DNA が手に入ったので、次のステップは明らかでした。それをバクテリアでクローン化する必要がありました。私は、DNA の末端が他の DNA と結合できるようにする酵素でそれを処理した後、細菌プラスミドと混合し、DNA 断片を結合できるようにする酵素を加えました。実験がうまくいけば、ミイラのDNA断片とプラスミドDNAからなるハイブリッド分子が得られるだろう。これらのプラスミドが細菌に導入されると、ハイブリッド分子が細菌細胞内で大量に複製されるだけでなく、細菌が培養培地に加えた抗生物質に対して耐性を持つようになり、ハイブリッドプラスミドを含む細菌だけが生き残ることができるようになります。抗生物質を含む培養プレート上で細菌を培養すると、実験が成功すると細菌のコロニーが現れます。それぞれのコロニーは単一の細菌から発生し、それぞれがミイラの DNA の固有のコピーを持っていました。実験を確認するために、あらゆる実験に必要なコントロール グループを設定しました。私はまた、2 つの同一の実験を同時に繰り返しました。ただし、1 つはプラスミドにミイラの DNA を追加せず、もう 1 つは現代人の DNA を追加しました。適切な DNA を細菌に加えた後、抗生物質を含む寒天培地に広げ、37°C​​ のインキュベーターに一晩置きました。予想通り、翌朝インキュベーターを開けると、培養液の匂いがする湿った空気が襲ってきました。現代人の DNA を注入したプレートは、何千もの細菌コロニーで覆われていました。これは、私のプラスミドが機能したことを示していました。細菌はプラスミドを持っていたために生き残ったのです。プラスミドに外来 DNA を加えない実験では、コロニーはほとんど成長しませんでした。これは、私の実験では未知のソースからの DNA が存在しなかったことを示しています。東ベルリンのミイラのDNAを加えた一連の実験では、数百のコロニーが成長した。私は大喜びでした。どうやら2,400年前のDNAをコピーしたようです！しかし、それは彼女自身のDNAからではなく、子供の体内に生息する細菌から来たものなのだろうか？細菌内でクローン化した DNA の少なくとも一部が人間由来であることをどうやって証明できるでしょうか?

それが細菌のものではなく、人間の DNA であることを示す DNA 配列を特定する必要がありました。しかし、クローンをランダムに配列すると、その一部はヒトゲノムに由来する可能性があり（1984年当時、ヒトゲノム全体はまだ解読されておらず、当時の科学者は散発的な配列の配列を解読するのに多大な労力を費やしていました）、一部はDNA配列がほとんど知られていない特定の微生物に由来する可能性があります。したがって、ランダムに選択するのではなく、いくつかの重要なクローンをシーケンス用に選択する必要がありました。この問題を解決するのに役立ったのは、私が探していた配列に類似した DNA を含むクローンを特定できる技術でした。この技術では、数百の細菌群から少数の細菌をセルロース濾紙に移し、そこで細菌が破裂してそのDNAが濾紙に付着する。次に、DNA 断片を放射性物質で標識して一本鎖の「プローブ」を作成し、これを濾紙上の一本鎖 DNA の相補配列とハイブリダイズさせました。私が選択した DNA 断片には反復 DNA 要素 (つまり、Alu 要素) が含まれており、長さは約 300 ヌクレオチドです。ヒトゲノムには約 100 万個の Alu 要素がありますが、類人猿やその他の生物には存在しません。実際、これらの Alu 要素は非常に多く、ヒトゲノムの 10% 以上がそれらで構成されています。クローンの中に Alu 要素が見つかった場合、ミイラから抽出した DNA の少なくとも一部は人間由来であることが示されます。

私の研究室で研究した遺伝子の 1 つに Alu 要素が含まれています。それを放射性物質と混ぜてろ紙に混ぜました。予想通り、人間の DNA が含まれていれば、クローンには放射性物質が含まれているはずです。私は最も放射能の高いハイブリッドクローンを選びました。そこには約 3,400 ヌクレオチドからなる DNA 断片が含まれていました。私の研究グループの DNA 配列解析の専門家である Dan Larhammar の協力を得て、クローンの一部を配列解析したところ、Alu 要素が含まれていることがわかりました。私はとても幸せです。私のクローンには人間の DNA が含まれており、細菌内で複製することができます。

1984 年 11 月、私がまだゲルの配列解析に苦戦していた頃、私にとって非常に重要な論文が Nature 誌に掲載されました。カリフォルニア大学バークレー校でアラン・ウィルソン（現代人の起源に関する「アフリカ起源説」の主たる立案者であり、当時最も有名な生物進化学者の一人）と研究していたラッセル・ヒグチは、100歳のクアッガ（100年以上前に南アフリカにまだ生息していた絶滅したシマウマの亜種）の皮膚からDNAを抽出し、クローン化することに成功した。ラッセル・ヒグチは2つのミトコンドリアDNA断片を入手した。彼は、予想通り、クアッガはシマウマとより近縁であり、馬とはより遠縁であると指摘した。この作品は私に大きなインスピレーションを与えました。アラン・ウィルソンも古代 DNA を研究していて、ネイチャー誌が 120 年前の DNA を研究した論文を掲載するほど興味深いと考えているなら、私がやっていることは狂気でも退屈でもない。

この研究についての論文を書くのは今回が初めてですが、世界中の多くの人々の興味を引くものになると確信しています。アラン・ウィルソンの例に触発されて、私は自然に投票しました。私は東ベルリンのミイラに対して行った実験について説明し、参考文献の冒頭に GDR の雑誌に掲載した私の論文を載せました。しかし、自然のロンドンのオフィスに論文を送る前に、私は何かをする必要がありました。私は論文アドバイザーであるビル・パターソンと話をし、私が書いた論文を彼に見せて、提出する準備ができていた。いくつかの恐怖で、私は彼のオフィスに入って、私がしたことを彼に話しました。私は彼に、彼がメンターとして奉仕し、私と一緒に紙の共著者になることをいとわないかどうか尋ねました。明らかに、私はそれを考え直していました。彼は研究資金を悪用し、貴重な時間を無駄にしたことで私を責めなかっただけでなく、とても幸せそうに見えました。彼はこの論文を読むことに同意したが、彼が研究に完全に知らなかったという明らかな理由から、共著者として指名されることを拒否した。

数週間後、私は自然から返事を受け取り、編集者は、レビュアーからの小さなコメントに応答できれば、後で私の論文を公開できると言いました。まもなく、証拠が到着しました。当時、私はアラン・ウィルソン（私にとって神のようだった）にアプローチする方法について考えていました。開始方法がわからなかったので、説明なしに彼に証明のコピーを送りました。彼は事前に未発表の論文を見て喜んでいると思います。後で彼に手紙を書いて、彼の研究室で働くことができるかどうか尋ねたいと思います。自然はすぐに動き、ミイラを巧みに囲むDNAシーケンスのカバーイラストを設計することさえしました。さらに早く、私はアラン・ウィルソンから返事を受け取りました。彼は私を「Paabo教授」と呼んだ。これはインターネットとGoogleの前だったので、彼は私が誰であるかを知る方法がなかった。返信の残りの部分は私をさらに驚かせました。彼は、彼の今後のサバティカルイヤーの間に訪問する学術研究のために私の研究室に来ることができるかどうか私に尋ねました！これはとても美しい誤解です。紹介を添付しなかったからです。私は友人と冗談を言って、最も有名な分子進化論者であるアラン・ウィルソンが私のジェルプレートを1年間洗わなければならないかもしれないと冗談を言った。それから私は落ち着いて彼を書き戻し、私は教授ではなく、博士号さえ、そして彼がサバティカルで訪問する研究室を持っていなかったと説明した。代わりに、私はバークレーの彼の研究室でポスドクをする機会があるかどうか疑問に思いました。

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