Name: optimized bone sampling protocols for the retrieval of ancient dna from archaeological remains
Uploaded: 2021-11-30T14:00:00
Duration: 6 min 18 s
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Die Autoren danken den Labormitarbeitern des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte für ihre Hilfe bei der Entwicklung und Umsetzung dieser Protokolle. Diese Arbeit wäre ohne den Einsatz und die harte Arbeit von Dr. Guido Brandt, Dr. Elizabeth Nelson, Antje Wissegot und Franziska Aron nicht möglich gewesen. Diese Studie wurde von der Max-Planck-Gesellschaft, dem Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarungen Nr. 771234 - PALEoRIDER (WH, ABR) und Starting Grant Nr. 805268 CoDisEASe (an KIB) gefördert.

<ol>
	<li>Adler, C. J., Haak, W., Donlon, D., Cooper, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+and+recovery+of+DNA+from+ancient+teeth+and+bones.">Survival and recovery of DNA from ancient teeth and bones.</a> Journal of Archaeological Science. 38 (5), 956-964 (2011).</li><li>Dabney, J., Meyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+highly+degraded+DNA+from+ancient+bones+and+teeth.">Extraction of highly degraded DNA from ancient bones and teeth.</a> Ancient DNA: Methods and Protocols. , 25-29 (2019).</li><li>Palsdottir, A. H., Bl&#228;uer, A., Rannam&#228;e, E., Boessenkool, S., Hallsson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Not+a+limitless+resource:+ethics+and+guidelines+for+destructive+sampling+of+archaeofaunal+remains.">Not a limitless resource: ethics and guidelines for destructive sampling of archaeofaunal remains.</a> Royal Society Open Science. 6 (10), 191059 (2019).</li><li>Pinhasi, R., Fernandes, D. M., Sirak, K., Cheronet, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolating+the+human+cochlea+to+generate+bone+powder+for+ancient+DNA+analysis.">Isolating the human cochlea to generate bone powder for ancient DNA analysis.</a> Nature Protocols. 14 (4), 1194-1205 (2019).</li><li>Latham, K. E., Miller, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+recovery+and+analysis+from+skeletal+material+in+modern+forensic+contexts.">DNA recovery and analysis from skeletal material in modern forensic contexts.</a> Forensic Sciences Research. 4 (1), 51-59 (2019).</li><li>Mundorff, A. Z., Bartelink, E. J., Mar-Cash, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+preservation+in+skeletal+elements+from+the+World+Trade+Center+disaster:+Recommendations+for+mass+fatality+management.">DNA preservation in skeletal elements from the World Trade Center disaster: Recommendations for mass fatality management.</a> Journal of Forensic Sciences. 54 (4), 739-745 (2009).</li><li>Gamba, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+flux+and+stasis+in+a+five+millennium+transect+of+European+prehistory.">Genome flux and stasis in a five millennium transect of European prehistory.</a> Nature Communications. 5 (1), 1-9 (2014).</li><li>Alberti, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+DNA+sampling+of+ancient+bones+using+Computed+Tomography+scans.">Optimized DNA sampling of ancient bones using Computed Tomography scans.</a> Molecular Ecology Resources. 18 (6), 1196-1208 (2018).</li><li>Hansen, H. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+ancient+DNA+preservation+in+petrous+bone+and+tooth+cementum.">Comparing ancient DNA preservation in petrous bone and tooth cementum.</a> PLoS ONE. 12 (1), 0170940 (2017).</li><li>Sirak, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+auditory+ossicles+as+an+alternative+optimal+source+of+ancient+DNA.">Human auditory ossicles as an alternative optimal source of ancient DNA.</a> Genome Research. 30 (3), 427-436 (2020).</li><li>Parker, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+investigation+of+human+DNA+preservation+in+medieval+skeletons.">A systematic investigation of human DNA preservation in medieval skeletons.</a> Scientific Reports. 10 (1), 18225 (2020).</li><li>Pinhasi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+ancient+DNA+yields+from+the+inner+ear+part+of+the+human+petrous+bone.">Optimal ancient DNA yields from the inner ear part of the human petrous bone.</a> PLoS ONE. 10 (6), 0129102 (2015).</li><li>Sirak, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+minimally-invasive+method+for+sampling+human+petrous+bones+from+the+cranial+base+for+ancient+DNA+analysis.">A minimally-invasive method for sampling human petrous bones from the cranial base for ancient DNA analysis.</a> BioTechniques. 62 (6), 283-289 (2017).</li><li>. Minimally-invasive sampling of pars petrosa (os temporale) for ancient DNA extraction. protocols.io Available from: <a target="_blank" href="https://www.protocols.io/view/minimally-invasive-sampling-of-pars-petrosa-os-tem-bqd8ms9w">https://www.protocols.io/view/minimally-invasive-sampling-of-pars-petrosa-os-tem-bqd8ms9w</a> (2020)</li><li>Damgaard, P. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+access+to+endogenous+DNA+in+ancient+bones+and+teeth.">Improving access to endogenous DNA in ancient bones and teeth.</a> Scientific Reports. 5 (1), 1-12 (2015).</li><li>Harney, &. #. 2. 0. 1. ;., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+minimally+destructive+protocol+for+DNA+extraction+from+ancient+teeth.">A minimally destructive protocol for DNA extraction from ancient teeth.</a> Genome Research. 31 (3), 472-483 (2021).</li><li>Cooper, A., Poinar, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ancient+DNA:+Do+it+right+or+not+at+all.">Ancient DNA: Do it right or not at all.</a> Science. 289 (5482), 1139 (2000).</li><li>Llamas, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+the+field+to+the+laboratory:+Controlling+DNA+contamination+in+human+ancient+DNA+research+in+the+high-throughput+sequencing+era.">From the field to the laboratory: Controlling DNA contamination in human ancient DNA research in the high-throughput sequencing era.</a> STAR: Science &amp; Technology of Archaeological Research. 3 (1), 1-14 (2017).</li><li>Llamas, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+the+field+to+the+laboratory:+Controlling+DNA+contamination+in+human+ancient+DNA+research+in+the+high-throughput+sequencing+era.">From the field to the laboratory: Controlling DNA contamination in human ancient DNA research in the high-throughput sequencing era.</a> STAR: Science &amp; Technology of Archaeological Research. 3 (1), 1-14 (2017).</li><li>Boessenkool, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+bleach+and+mild+predigestion+improves+ancient+DNA+recovery+from+bones.">Combining bleach and mild predigestion improves ancient DNA recovery from bones.</a> Molecular Ecology Resources. 17 (4), 742-751 (2017).</li><li>Garc&#237;a-Garcer&#224;, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fragmentation+of+contaminant+and+endogenous+DNA+in+ancient+samples+determined+by+shotgun+sequencing;+Prospects+for+human+palaeogenomics.">Fragmentation of contaminant and endogenous DNA in ancient samples determined by shotgun sequencing; Prospects for human palaeogenomics.</a> PLoS ONE. 6 (8), 24161 (2011).</li><li>Malmstr&#246;m, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=More+on+contamination:+The+use+of+asymmetric+molecular+behavior+to+identify+authentic+ancient+human+DNA.">More on contamination: The use of asymmetric molecular behavior to identify authentic ancient human DNA.</a> Molecular Biology and Evolution. 24 (4), 998-1004 (2007).</li><li>Basler, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+the+contaminant+fraction+of+DNA+obtained+from+an+ancient+giant+panda+bone.">Reduction of the contaminant fraction of DNA obtained from an ancient giant panda bone.</a> BMC Research Notes. 10, 754 (2017).</li><li>Kemp, B. M., Smith, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+bleach+to+eliminate+contaminating+DNA+from+the+surface+of+bones+and+teeth.">Use of bleach to eliminate contaminating DNA from the surface of bones and teeth.</a> Forensic Science International. 154 (1), 53-61 (2005).</li><li>Korlevi&#263;, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+microbial+and+human+contamination+in+DNA+extractions+from+ancient+bones+and+teeth.">Reducing microbial and human contamination in DNA extractions from ancient bones and teeth.</a> BioTechniques. 59 (2), 87-93 (2015).</li><li>Dabney, J., Meyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+highly+degraded+DNA+from+ancient+bones+and+teeth.">Extraction of highly degraded DNA from ancient bones and teeth.</a> Methods in Molecular Biology. 1963, 25-29 (2019).</li><li>Hansen, H. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+ancient+DNA+preservation+in+petrous+bone+and+tooth+cementum.">Comparing ancient DNA preservation in petrous bone and tooth cementum.</a> PLoS ONE. 12 (1), 0170940 (2017).</li><li>Gansauge, M. -. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-stranded+DNA+library+preparation+from+highly+degraded+DNA+using+T4+DNA+ligase.">Single-stranded DNA library preparation from highly degraded DNA using T4 DNA ligase.</a> Nucleic Acids Research. 45 (10), 79 (2017).</li><li>Peltzer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EAGER:+efficient+ancient+genome+reconstruction.">EAGER: efficient ancient genome reconstruction.</a> Genome Biology. 17 (1), 60 (2016).</li><li>Korneliussen, T. S., Albrechtsen, A., Nielsen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ANGSD:+analysis+of+next+generation+sequencing+data.">ANGSD: analysis of next generation sequencing data.</a> BMC Bioinformatics. 15, 356 (2014).</li><li>Renaud, G., Hangh&#248;j, K., Willerslev, E., Orlando, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gargammel:+A+sequence+simulator+for+ancient+DNA.">Gargammel: A sequence simulator for ancient DNA.</a> Bioinformatics. 33 (4), 577-579 (2017).</li><li>Ponce de Le&#243;n, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+bony+labyrinth+is+an+indicator+of+population+history+and+dispersal+from+Africa.">Human bony labyrinth is an indicator of population history and dispersal from Africa.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (16), 4128-4133 (2018).</li><li>Nagaoka, T., Kawakubo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+the+petrous+part+of+the+temporal+bone+to+estimate+fetal+age+at+death.">Using the petrous part of the temporal bone to estimate fetal age at death.</a> Forensic Science International. 248, 188 (2015).</li><li>Nor&#233;n, A., Lynnerup, N., Czarnetzki, A., Graw, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lateral+angle:+A+method+for+sexing+using+the+petrous+bone.">Lateral angle: A method for sexing using the petrous bone.</a> American Journal of Physical Anthropology. 128 (2), 318-323 (2005).</li></ol>

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu melden.

Die derzeitige Praxis in der alten menschlichen Populationsgenetik besteht darin, wann immer möglich bevorzugt aus der Pars petrosa (Schritt 2.1) zu entnehmen. Die Pars petrosa kann jedoch eine schwer zu erhaltende Probe sein, da sie für eine Vielzahl von Skelettbewertungen sehr geschätzt wird (z. B. Bevölkerungsgeschichte32, die Schätzung des fetalen Alters bei Tod 33 und Geschlechtsbestimmung34), und historisch gesehen kann die Probenahme der Pars petrosa für die DNA-Analyse sehr destruktiv sein3,4 (einschließlich des hier vorgestellten Protokolls, Obwohl neue, minimalinvasive Protokolle13,14 inzwischen weitgehend übernommen wurden, um diese Bedenken zu zerstreuen). Dies wird durch die Tatsache verstärkt, dass bis vor kurzem keine groß angelegte, systematische Untersuchung der menschlichen DNA-Erholung im gesamten Skelett versucht wurde11, was die Suche nach einer geeigneten Probenahmestrategie erschwert, wenn die Petrous-Pyramide nicht verfügbar ist.
Die hier vorgestellten Protokolle helfen, diese Herausforderung zu lindern, indem sie eine Reihe optimierter Verfahren für die DNA-Probenahme aus archäologischen / forensischen Skelettresten einschließlich der Pars Petrosa sowie sieben alternative anatomische Probenahmestellen für vier zusätzliche Skelettelemente bereitstellen. Die enthaltenen kritischen Schritte zielen alle darauf ab, die Möglichkeit eines DNA-Verlusts/-Schadens aufgrund einer ineffizienten Probenahme (Schritte 2.1.6 und 3.2.1.3) oder einer Überhitzung der Proben während des Bohrens/Schneidens (Schritt 3.1.6) zu minimieren. Darüber hinaus wurde im gesamten Protokoll darauf hingewiesen, dass es notwendig sein kann, die Vorbehandlungsschritte zu modifizieren / wegzulassen, um die beste Leistung bei stark abgebauten Proben zu gewährleisten. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass selbst unter den hier vorgestellten ausgewählten Elementen mehrere mögliche alternative Probenahmetechniken (insbesondere für die Pars Petrosa13,14) sowie noch viel Raum für eine weitere Optimierung der hier vorgestellten nicht ausgebeuteten anatomischen Probenahmestellen (d. h. Talus: Schritt 2.5 und die Wirbel: Schritt 2.3) verbleiben.
Es ist auch wichtig zu bedenken, dass diese Protokolle mit alten juvenil-adulten Überresten von hoher Qualität (gute morphologische Konservierung) für die Zwecke endogener menschlicher DNA-Analysen entworfen und getestet wurden. Die vorgestellten Ergebnisse erstrecken sich möglicherweise nicht auf stärker abgebaute Materialien, andere Konservierungskontexte, Säuglingsreste, nichtmenschliche Überreste oder Studien zu Krankheitserregern oder dem Mikrobiom, da eine stärkere Erforschung der Verwendung dieser Protokolle in zusätzlichen Kontexten noch erforderlich ist. Darüber hinaus können die hier vorgestellten alternativen Skelettelemente (die Zähne, Wirbel, distale Phalanx und Tali) schwierig sein, einem einzelnen Individuum unter vermischten Überresten zuzuordnen, so dass eine Probenahme aus mehreren Elementen erforderlich ist, um einen einzigen Ursprung zu gewährleisten. Trotz dieser Einschränkungen kann die breite Verfügbarkeit dieser Protokolle dazu beitragen, einen Teil der Heterogenität bei der Probenauswahl und -verarbeitung zu verringern, indem ein generalisierter und quantitativ optimierter Rahmen für die Verwendung in einer Vielzahl zukünftiger aDNA/forensischer Studien an menschlichen Überresten bereitgestellt wird.

Die Probenahme alter menschlicher Überreste zum Zwecke der DNA-Gewinnung und -Analyse ist von Natur aus zerstörerisch 1,2,3,4. Die Proben selbst sind wertvolle Exemplare und die morphologische Konservierung sollte nach Möglichkeit erhalten bleiben. Daher ist es unerlässlich, dass die Probenahmeverfahren optimiert werden, um sowohl die unnötige Zerstörung von unersetzlichem Material zu vermeiden als auch die Erfolgswahrscheinlichkeit zu maximieren. Aktuelle Best-Practice-Techniken basieren auf einer kleinen Kohorte von Studien, die sich entweder auf forensische Untersuchungen5,6, Studien an antiken Proben, bei denen die Entwicklung einer optimalen Probenahme nicht das direkte Zielder Studie 7 ist, oder spezielle Studien beschränken, die entweder nichtmenschliche Überreste8 verwenden oder auf eine sehr kleine Auswahl anatomischer Probenahmestellen abzielen (hier verwendet, um einen bestimmten Bereich eines Skelettelements zu bezeichnen, aus dem Knochenpulver, zur Verwendung in nachgeschalteten DNA-Analysen, wurde generiert)9,10. Die hier vorgestellten Probenahmeprotokolle wurden in der ersten groß angelegten systematischen Studie zur DNA-Konservierung über mehrere Skelettelemente von mehreren Individuen optimiert11. Alle Proben stammten aus Skelettelementen, die von 11 Individuen geborgen wurden, die auf dem Kirchenfriedhof der verlassenen mittelalterlichen Siedlung Krakauer Berg in der Nähe von Peißen, Sachsen-Anhalt, Deutschland ausgegraben wurden (siehe Tabelle 1 für detaillierte demografische Proben) und müssen daher möglicherweise modifiziert werden, um mit Proben außerhalb dieses geografischen/zeitlichen Bereichs verwendet zu werden.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Individuum</td>
			<td>Sex</td>
			<td>Geschätztes Sterbealter</td>
			<td>14 C-Daten (CE, Cal 2-sigma)</td>
		</tr><tr><td>KRA001</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>25-35</td>
			<td>1058-1219</td>
		</tr><tr><td>KRA002</td>
			<td>Weiblich</td>
			<td>20-22</td>
			<td>1227-1283</td>
		</tr><tr><td>KRA003</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>25</td>
			<td>1059-1223</td>
		</tr><tr><td>KRA004</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>15</td>
			<td>1284-1392</td>
		</tr><tr><td>KRA005</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>10-12</td>
			<td>1170-1258</td>
		</tr><tr><td>KRA006</td>
			<td>Weiblich</td>
			<td>30-40</td>
			<td>1218-1266</td>
		</tr><tr><td>KRA007</td>
			<td>Weiblich</td>
			<td>25-30</td>
			<td>1167-1251</td>
		</tr><tr><td>KRA008</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>20</td>
			<td>1301-1402</td>
		</tr><tr><td>KRA009</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>Unbekannt</td>
			<td>1158-1254</td>
		</tr><tr><td>KRA010</td>
			<td>Männlich</td>
			<td>25</td>
			<td>1276-1383</td>
		</tr><tr><td>KRA011</td>
			<td>Weiblich</td>
			<td>30-45</td>
			<td>1040-1159</td>
		</tr></tbody></table>Tabelle 1: Genetisch bedingtes Geschlecht, archäologisch bedingtes geschätztes Sterbealter und Radiokarbondatierung (14C Cal 2-sigma) für alle 11 untersuchten Individuen. Diese Tabelle wurde angepasst von Parker, C. et al. 202011.
Diese Protokolle ermöglichen eine relativ einfache und effiziente Generierung von Knochenpulver aus acht anatomischen Probenahmestellen über fünf Skelettelemente (einschließlich der Pars petrosa) mit begrenzter laborinduzierter DNA-Kontamination. Von diesen fünf Skelettelementen wurden sieben anatomische Probenahmestellen an vier Skelettelementen als praktikable Alternativen zur zerstörerischen Probenahme der Petrouspyramide11,12 bestimmt. Dazu gehören die Zement-, Dentin- und Pulpakammer der permanenten Molaren; kortikaler Knochen aus der oberen Wirbelkerbe sowie aus dem Körper der Brustwirbel; kortikaler Knochen, der von der unteren Oberfläche des apikalen Büschels und des Schaftes der distalen Phalangen stammt; und der dichte kortikale Knochen entlang des äußeren Teils des Tali. Während es mehrere weit verbreitete Methoden für die Probenahme der Pars Petrosa 4,12,13,14, des Dentins und der Zahnpulpakammer 1,2,15 gibt, veröffentlichte Methoden, die die erfolgreiche Erzeugung von Knochenpulver aus dem Zement beschreiben 16 , Wirbelkörper, untere Wirbelkerbe und Talus können schwer zu erhalten sein. Daher demonstrieren wir hier optimierte Probenahmeprotokolle für die Petrouspyramide (Schritt 3.1); Zement (Schritt 3.2.1), Dentin (Schritt 3.2.2) und Zahnpulpa (Schritt 3.2.3) von erwachsenen Molaren; kortikaler Knochen des Wirbelkörpers (Schritt 3.3.1) und des oberen Wirbelbogens (Schritt 3.3.2); die distale Phalanx (Schritt 3.4); und den Talus (Schritt 3.5), um die effektive Nutzung dieser Skelettelemente sowohl für die aDNA- als auch für die forensische Forschung breiter zugänglich zu machen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>#16 Dental Drill Bit</td>
			<td>NTI</td>
			<td>H1-016-HP</td>
			<td>example drilling bit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.6 mm scroll saw blade</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-949-097</td>
			<td>blade for Jewellers Saw</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22mm diamond cutting wheel</td>
			<td>Kahla</td>
			<td>SKU 806 104 358 514 220</td>
			<td>Dremel cutting attachment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Commercial Bleach</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC1818018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control Company Ultra-Clean Supreme Aluminum Foil</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15-078-29X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA LoBind Tubes (2 mL)</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22431048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dremel 225-01 Flex Shaft Attachment</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>225-01</td>
			<td>Dremel flexible extension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dremel 4300 Rotary Tool</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>4300</td>
			<td>Example drill</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dremel collet and nut kit</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>4485</td>
			<td>Adapters for various Dremel tool attachments/bits</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eagle 33 Gallon Red Biohazard Waste Bag</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>17-988-501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf DNA LoBind 2 mL microcentrifuge tube</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-698-792</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol (Molecular Biology Grade)</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>1.08543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FDA approved level 2 Surgical Mask</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-206-0397</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Comfort Nitrile Gloves</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-041-171X</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Safety Glasses</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-130-208X</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Granger Stationary Vise</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC1336173</td>
			<td>benchtop vise</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Invitrogen UltraPure DNase/Rnase free distilled water</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10-977-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jewellers Saw</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-949-231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>Sigma-Aldritch</td>
			<td>Z188956</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labconco Purifier Logic Biosafety cabinet</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>30-368-1101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LookOut DNA Erase</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>L9042-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medium weighing boat</td>
			<td>Heathrow Scientific</td>
			<td>HS120223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MSC 10pc plier/clamp set</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>50-129-5352</td>
			<td>Miscellaneous&#160;clamps/vise grips for securely holding samples while drilling/cutting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sartorius Quintix Semi-Micro Balance</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-560-019</td>
			<td>enclosed balance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tyvek coveralls with hood</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-361-7X</td>
			<td>PPE</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigh paper</td>
			<td>Heathrow Scientific</td>
			<td>HS120116</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

optimized bone sampling protocols for the retrieval of ancient dna from archaeological remains

Die hier vorgestellten Methoden zielen darauf ab, die Chancen für die Gewinnung menschlicher DNA aus antiken archäologischen Überresten zu maximieren und gleichzeitig das Eingangsprobenmaterial zu begrenzen. Dies wurde erreicht, indem anatomische Probenahmestellen gezielt wurden, die zuvor in einer vergleichenden Analyse der DNA-Erholung im gesamten Skelett die höchsten Mengen an alter DNA (aDNA) ergaben. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass diese Protokolle die Chancen für die erfolgreiche Wiederherstellung alter menschlicher und pathogener DNA aus archäologischen Überresten maximieren. Die DNA-Ausbeute wurde zuvor von Parker et al. 2020 in einer breit angelegten Untersuchung der aDNA-Konservierung über mehrere Skelettelemente von 11 Individuen bewertet, die aus dem mittelalterlichen (Radiokarbon datiert auf einen Zeitraum von ca. 1040-1400 CE, kalibrierter 2-Sigma-Bereich) Friedhof am Krakauer Berg, einer verlassenen mittelalterlichen Siedlung in der Nähe von Peißen, Deutschland, geborgen wurden. Diese acht Probenahmestellen, die fünf Skelettelemente (Pars petrosa, permanente Molaren, Brustwirbel, distale Phalanx und Talus) umfassen, lieferten erfolgreich hochwertige alte menschliche DNA, bei der die Ausbeute signifikant über dem Gesamtdurchschnitt aller Elemente und Individuen lag. Die Erträge waren für die Verwendung in den meisten gebräuchlichsten genetischen Analysen der nachgelagerten Population ausreichend. Unsere Ergebnisse unterstützen die bevorzugte Verwendung dieser anatomischen Probenahmestellen für die meisten Studien, die die Analyse alter menschlicher DNA aus archäologischen Überresten beinhalten. Die Implementierung dieser Methoden wird dazu beitragen, die Zerstörung wertvoller archäologischer Proben zu minimieren.

In einer separaten Studie 11 wurde DNA aus Knochenpulver extrahiert, das von jedem anatomischen Probenahmeort bei11 Personen erzeugt wurde, wobei ein Standard-DNA-Extraktionsprotokoll verwendet wurde, das für kurze Fragmente aus verkalktem Gewebe optimiert war2. Einzelsträngige Bibliotheken wurden dann28 produziert und auf einem HiSeq 4000 (75 bp paired-end) bis zu einer Tiefe von ~20.000.000 Lesevorgängen pro Sample sequenziert. Die resultierenden Sequenzdaten wurden dann mit Hilfe der EAGER-Pipeline29 auf endogenen menschlichen DNA-Gehalt ausgewertet (BWA-Einstellungen: Seedlänge von 32, 0,1 Mismatch-Strafe, Mapping-Qualitätsfilter von 37). Alle repräsentativen Ergebnisse werden aus Gründen der Konsistenz unter Verwendung derselben Metriken wie Parker et al. 202011 berichtet. Bibliotheken aus den pulverisierten Teilen der Pars petrosa ergaben im Durchschnitt eine höhere endogene DNA als alle anderen 23 untersuchten anatomischen Probenahmestellen (Abbildung 6A-B). Die sieben zusätzlichen anatomischen Probenahmestellen, die in diesem Protokoll vorgestellt werden (Zement, erster Durchgang der Zahnpulpakammer und Dentin der permanenten Molaren; kortikaler Knochen aus dem Wirbelkörper und oberer Wirbelbogen des Brustwirbels; kortikaler Knochen aus dem apikalen Büschel der distalen Phalanx; und kortikaler Knochen aus dem Hals des Talus) ergaben die nächsthöheren Erträge (ohne statistische Signifikanz zwischen diesen anatomischen Probenahmestellen; Abbildung 6A-B; Ergänzende Datei 1: EndogenousDNAPreCap). Diese alternativen Standorte produzierten alle konsistent DNA-Ausbeuten, die für populationsgenetische Standardanalysen wie mitochondriale Analysen und Einzelnukleotid-Polymorphismus-Analysen (SNP) geeignet sind. Die Duplikationsraten in Bibliotheken, die von allen anatomischen Stichprobenorten stammten, waren niedrig (Clusterfaktoren < 1,2 im Durchschnitt, berechnet als Verhältnis aller Mapping-Lesevorgänge zu eindeutigen Mapping-Lesevorgängen, Tabelle 2; Supplemental File 1: ClusterFactor), was darauf hinweist, dass alle untersuchten Bibliotheken von sehr hoher Komplexität waren. In ähnlicher Weise waren die durchschnittlichen Schätzungen der exogenen DNA-Kontamination beim Menschen niedrig und betrugen durchschnittlich < 2% (X-Chromosomenkontamination bei Männern, n = 7, wie von der ANGSD30-Pipeline berichtet) an allen anatomischen Probenahmestellen mit Ausnahme des oberen Wirbelbogens (durchschnittliche geschätzte Kontamination: 2,11%, wobei eine Probe als Ausreißer entfernt wurde; KRA005: 19,52%, siehe Tabelle 2; Ergänzende Datei 1: Xkontamination). Die durchschnittliche Fragmentlänge (nach Filterung, um alle Messwerte < 30 bp zu entfernen) war am niedrigsten in dem Material, das aus der Zahnpulpakammer und dem Dentin gesammelt wurde, ohne signifikante Unterschiede zwischen anderen anatomischen Probenahmestellen (55,14 bp bzw. 60,22 bp im Vergleich zu einem durchschnittlichen Median von 62,87, paarweise p-Werte < 0,019, Tabelle 2; Ergänzende Datei 1: AvgFragLength). Darüber hinaus enthalten die Zähne und Brustwirbel jeweils mehrere anatomische Probenahmestellen, an denen eine hohe endogene DNA-Erholung beobachtet wurde, was sie besonders als Alternative zur Pars petrosa geeignet macht.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63250/63250fig06.jpg"> Abbildung 6: Menschlicher DNA-Gehalt für alle untersuchten Proben. Schwarze Linien stellen den Gesamtmittelwert dar, während rote Linien den Median darstellen (durchgehend: menschlicher DNA-Anteil, gestrichelt: abgebildete menschliche Lesevorgänge pro Million generierter Lesevorgänge). Einzelne anatomische Probenahmestellen mit einem durchschnittlichen menschlichen DNA-Anteil über dem Gesamtmittelwert (8,16%) werden in allen Analysen eingefärbt. (A) Der Anteil der Lesevorgänge, die auf das hg19-Referenzgenom abgebildet sind. Die blaue gestrichelte Linie stellt das theoretische Maximum unter Berücksichtigung der Kartierungsparameter der Pipeline dar (generiert mit Gargammel31 , um eine zufällige Verteilung von 5.000.000 Lesevorgängen aus dem hg19-Referenzgenom mit simulierten Schäden zu simulieren). Individuelle Mittelwerte (schwarzes X) und Mediane (roter Kreis) werden für diejenigen Proben mit einem höheren durchschnittlichen menschlichen DNA-Anteil als der Gesamtmittelwert angegeben. Konfidenzintervalle geben obere und untere Grenzen ohne statistische Ausreißer an. (B) Die Anzahl der eindeutigen Lesevorgänge, die dem hg19-Referenzgenom zugeordnet werden, pro Million Lesungen des Sequenzierungsaufwands (75 bp gepaartes Ende). Konfidenzintervalle geben obere und untere Grenzen ohne statistische Ausreißer an. Diese Abbildung wurde von Parker, C. et al. 202011 angepasst. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63250/63250fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
Tabelle 2: Durchschnittliche Duplikationsgrade (Mapping-Lesevorgänge/eindeutige Lesevorgänge), durchschnittliche und mediane Fragmentlängen und Schätzungen der X-Chromosomenkontamination für alle anatomischen Probenahmestellen. Fehler, der als Standardfehler des Mittelwerts gemeldet wird. Diese Tabelle wurde angepasst von Parker, C. et al. 202011.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Probenahmeort</td>
			<td>Durchschnittlicher Duplizierungsfaktor (# zugeordnete Lesevorgänge /# eindeutige zugeordnete Lesevorgänge)</td>
			<td>Durchschnittliche Fragmentlänge in bp</td>
			<td>Durchschnittlicher geschätzter Anteil der X-Chromosom-Kontamination</td>
		</tr><tr><td>Petrous-Pyramide</td>
			<td>1,188 ± 0,006</td>
			<td>65,40 ± 1,36</td>
			<td>0,000 ± 0,003</td>
		</tr><tr><td>Zement</td>
			<td>1.197 ± 0.028</td>
			<td>67,28 ± 1,76</td>
			<td>0,011 ± 0,003</td>
		</tr><tr><td>Dentin</td>
			<td>1.188 ± 0.061</td>
			<td>60,22 ± 2,37</td>
			<td>0,002 ± 0,007</td>
		</tr><tr><td>Fruchtfleisch</td>
			<td>1,179 ± 0,024</td>
			<td>55,14 ± 2,90</td>
			<td>0,013 ± 0,006</td>
		</tr><tr><td>Endglied</td>
			<td>1,191 ± 0,049</td>
			<td>65,95 ± 1,08</td>
			<td>0,013 ± 0,005</td>
		</tr><tr><td>Wirbelkörper</td>
			<td>1,194 ± 0,037</td>
			<td>66,14 ± 1,03</td>
			<td>0,008 ± 0,003</td>
		</tr><tr><td>Oberer Wirbelbogen</td>
			<td>1,19 ± 0,017</td>
			<td>63,02 ± 1,23</td>
			<td>0,021 ± 0,009*</td>
		</tr><tr><td>Sprungbein</td>
			<td>1.198 ± 0.010</td>
			<td>68,20 ± 1,24</td>
			<td>0,011 ± 0,003</td>
		</tr><tr><td>*Probe KRA005 als Ausreißer bei 0,1952 entfernt</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr></tbody></table>Code-Verfügbarkeit Alle Analyseprogramme und R-Module, die in den Analysen dieses Manuskripts verwendet werden, sind bei ihren jeweiligen Autoren frei erhältlich. Alle benutzerdefinierten R-Codes sind auf Anfrage erhältlich.
Datenverfügbarkeit Alle Rohdaten, die für die Berechnung repräsentativer Ergebnisse verwendet werden, sind im European Nucleotide Archive ENA Data Repository (Zugangsnummer PRJ-EB36983) oder ergänzenden Materialien von Parker, C. et al.11 frei verfügbar.
Ergänzende Datei 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63250/SupplementalFile1.xlsx" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.</a>

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Optimized Bone Sampling Protocols for the Retrieval of Ancient DNA from Archaeological Remains

Das Protokoll präsentiert eine Reihe von Best-Practice-Protokollen für die Sammlung von Knochenpulver von acht empfohlenen anatomischen Probenahmestellen (spezifische Stellen an einem bestimmten Skelettelement) über fünf verschiedene Skelettelemente von mittelalterlichen Individuen (Radiokarbon datiert auf einen Zeitraum von ca. 1040-1400 CE, kalibrierter 2-Sigma-Bereich).

Optimierte Knochenprobenahmeprotokolle für die Gewinnung alter DNA aus archäologischen Überresten

The methods presented here seek to maximize the chances for the recovery of human DNA from ancient archaeological remains while limiting input sample ...

Diese Protokolle dienen als Best-Practice-Richtlinien für die Knochenpulvererzeugung für die Verwendung in der nachgeschalteten DNA-Extraktion über eine Reihe von Skelettelementen. Es gibt einige veröffentlichte alte DNA-Probenahmeprotokolle für andere Orte als das Dentin und die Petrouspyramide. Heute zeigen wir die detaillierten Stichprobenmethoden für drei Alternativen.Diese Methoden zeigen auch ein großes Potenzial für den Einsatz bei degradierten forensischen Überresten, aber auch als Grundlage für die Entwicklung ähnlicher Techniken mit nicht-menschlichen Proben. Führen Sie alle Probenahmen in einem speziellen Reinraum unter einer mit UV-Licht ausgestatteten PCR-Haube oder einer Biosicherheitswerkbank durch. Schalten Sie den Luftstrom aus und verteilen Sie sterile Aluminiumfolie auf der Tischplatte, um verirrtes Knochenpulver oder -fragmente aufzufangen.Legen Sie ein Blatt Wiegepapier in eine sterile Waagale. Halten Sie den dekontaminierten Backenzahn mit der Wurzel nach unten über einer Wiegeschale mit einer Handklemme am Zahnschmelz. Statten Sie einen Dentalbohrer mit einem diamantumrandeten Kreisschneidrad aus.Wenn der Bohrer auf eine mittlere Geschwindigkeitseinstellung eingestellt ist, berühren Sie leicht die Kante des Bohrers zur Wurzel in einem Winkel von etwa 20 Grad. Schaben Sie die Probe nach unten in die Schale, um das gelbe, äußerste Material von der Wurzel zu sammeln. Stoppen Sie die Entnahme, sobald das leichtere Material des Dentins sichtbar wird.Das Pulver wird in ein Zwei-Milliliter-LoBind Safe-Lock-Röhrchen überführt und diese gesammelte Pulvermasse mit einer beiliegenden Waage mit einer Genauigkeit von mindestens 0,01 Milligramm aufgezeichnet. Das Pulver aus dem Wägepapier zur Extraktion in ein zwei Milliliter LoBind Safe-Lock Röhrchen geben. Lagern Sie diese Tube bei 20 Grad Celsius.Stellen Sie sicher, dass Sie alle Knochenfragmente und so viel Pulver wie möglich wiederherstellen. Wechseln Sie die Folie zwischen den einzelnen Probenahmen und entsorgen Sie die gebrauchte Folie in einem autoklavierbaren Biogefahrenbeutel. Dekontamination des Arbeitsbereichs und verteilen Sie jedes Mal sterile Aluminiumfolie über die Tischplatte, bevor Sie zum nächsten Knochen wechseln.Legen Sie ein kleines Blatt Wägepapier in eine Standardwägeablage. Entfernen und entsorgen Sie die äußerste Schicht des kortikalen Knochens des oberen Wirbelbogens mit einem Zahnbohrer. Dann befestigen Sie die Wirbel in einer Handklemme, wobei der Dornfortsatz nach außen und der obere Aspekt nach unten gerichtet ist.Während Sie den Wirbel halten, bohren Sie nach oben in die Mitte der V-förmigen Kerbe, die durch die Verschmelzung des Dornfortsatzes mit den Lamellen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment gebildet wird. Beenden Sie das Bohren, wenn der Widerstand merklich abfällt. Ändern Sie die Bohrposition leicht und wiederholen Sie den Vorgang, bis 50 bis 100 Milligramm Knochenpulver gesammelt sind.Das Knochenpulver aus dem Wiegepapier zur Extraktion in ein Zwei-Milliliter-LoBind-Röhrchen überführen und bei 20 Grad Celsius lagern. Stellen Sie sicher, dass alle Knochenfragmente und so viel Pulver wie möglich wiederhergestellt sind, bevor Sie eine Folie entsorgen. Dekontaminieren Sie den Arbeitsbereich und bereiten Sie sich auf die Probenentnahme vor, wie zuvor beschrieben.Legen Sie ein kleines Blatt Wiegepapier in eine Standardwägeablage. Halten Sie die Taluskuppel nach oben und die mediale Oberfläche in Richtung des Kollektors über die Waagale. Kratzen Sie kortikalen Knochen bis zu einer Tiefe von etwa einem Millimeter vom Hals des Talus mit einem Zahnbohrer mit einem niedrigen Meißel ab, der auf niedrige Geschwindigkeit und hohes Drehmoment eingestellt ist.Ändern Sie die Bohrposition und wiederholen Sie dies, bis etwa 50 bis 100 Milligramm Knochenpulver gesammelt sind. Übertragen Sie dieses Knochenpulver aus dem Wiegepapier zur Extraktion in ein Zwei-Milliliter-LoBind-Röhrchen. Lagern Sie das Pulver auf unbestimmte Zeit bei 20 Grad Celsius.Lagern Sie den restlichen Knochen und überschüssiges Pulver in einer trockenen, temperaturkontrollierten sterilen Umgebung bei 25 Grad Celsius. Entsorgen Sie alle Abfälle in Autoklaven-Biogefahrenbeuteln oder -behältern. Sterilisieren oder dekontaminieren Sie alle wiederverwendbaren Geräte und setzen Sie sie zwischen jeder Probenahme UV-Strahlung aus.Die Pars petrosa lieferte eine höhere endogene DNA als die anderen 23 untersuchten anatomischen Probenahmestellen. Die sieben zusätzlichen anatomischen Probenahmestellen, die in diesem Protokoll vorgestellt wurden, lieferten die nächsthöheren Erträge. Die alternativen Standorte produzierten konsistent DNA-Ausbeuten, die für standardmäßige populationsgenetische Analysen ausreichen.Die Duplikationsraten in Bibliotheken, die sich aus allen anatomischen Probenahmeorten ergaben, waren gering, was auf eine hohe Komplexität hindeutet. Die Zähne sowie die Brustwirbel zeigten eine ausreichende molekulare Erholung. Einer der schwierigsten Aspekte der Knochenprobenahme ist der Bohrprozess, z. B. wie man einen Bohrer hält, wo gebohrt und wann das Bohren beendet werden soll.

Research

JoVE Journal

Genetics

Methyl-binding DNA capture Sequencing for Patient Tissues

Methyl-bindende DNA-Capture-Sequenzierung für Patientengewebe

Methylation is one of the essential epigenetic modifications to the DNA, which is responsible for the precise regulation of genes required for stable ...

Forschung

Genetik

Tools to Study the Role of Architectural Protein HMGB1 in the Processing of Helix Distorting, Site-specific DNA Interstrand Crosslinks

Tools, um die Rolle der Architektur-Protein HMGB1 zur Untersuchung bei der Verarbeitung von Helix verzerrenden, ortsspezifische DNA-Quervernetzungen zwischen

High mobility group box 1 (HMGB1) protein is a non-histone architectural protein that is involved in regulating many important functions in the genome, ...

Genome-wide Determination of Mammalian Replication Timing by DNA Content Measurement

Genomweite Bestimmung der Mammalian Replication-Timing von Inhaltsmessung DNA

Replication of the genome occurs during S phase of the cell cycle in a highly regulated process that ensures the fidelity of DNA duplication. Each genomic ...

Purification of High Molecular Weight Genomic DNA from Powdery Mildew for Long-Read Sequencing

Reinigung von High Molecular Weight genomischer DNA aus Echten Mehltaus für Long-Read-Sequenzierung

The powdery mildew fungi are a group of economically important fungal plant pathogens. Relatively little is known about the molecular biology and genetics ...

Studying Cell Cycle-regulated Gene Expression by Two Complementary Cell Synchronization Protocols

Das Studium der Zellzyklus-regulierten Genexpression durch zwei komplementäre Zellsynchronisationsprotokolle

The gene expression program of the cell cycle represents a critical step for understanding cell cycle-dependent processes and their role in diseases such ...

Protocols for C-Brick DNA Standard Assembly Using Cpf1

Protokolle für C-Brick DNA Standard Assembly mit Cpf1

CRISPR-associated protein Cpf1 cleaves double-stranded DNA under the guidance of CRISPR RNA (crRNA), generating sticky ends. Because of this ...

Determination of the Optimal Chromosomal Location(s) for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Determination of the Optimal Chromosomal Locations for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Bestimmung der optimalen chromosomalen Speicherorte für eine DNA-Element in Escherichia coli mit einem neuartigen Transposon-vermittelte Ansatz

The optimal chromosomal position(s) of a given DNA element was/were determined by transposon-mediated random insertion followed by fitness selection. In ...

A Universal Protocol for Large-scale gRNA Library Production from any DNA Source

Ein universelles Protokoll für groß angelegte gRNA Bibliothek Produktion aus jeder DNA-Quelle

The popularity of the CRISPR/Cas9 system for both genome and epigenome engineering stems from its simplicity and adaptability. An effector (the Cas9 ...

Immunostaining for DNA Modifications: Computational Analysis of Confocal Images

Immunostaining für DNA-Modifikationen: computergestützte Analyse der konfokalen Bilder

For several decades, 5-methylcytosine (5mC) has been thought to be the only DNA modification with a functional significance in metazoans. The discovery of ...

Robust DNA Isolation and High-throughput Sequencing Library Construction for Herbarium Specimens

Robuste DNA-Isolierung und Hochdurchsatz-Sequenzierung Bibliotheksbau für Herbar

Herbaria are an invaluable source of plant material that can be used in a variety of biological studies. The use of herbarium specimens is associated with ...