Arheoloģiskajos izrakumos iegūtā Latvijas antropoloģiskā materiāla paleopataloģiskā un molekulāri ģenētiskā izpēte

Projekta nosaukums: „Arheoloģiskajos izrakumos iegūtā Latvijas antropoloģiskā materiāla paleopataloģiskā un molekulāri ģenētiskā izpēte”

Projekts tiek veikts Eiropas Sociālā fonda (ESF) 1.1.1.2. aktivitātes „Cilvēkresursu piesaiste zinātnei” ietvaros

Projekta identifikācijas Nr.: 2013/0039/1DP/1.1.1.2.0/13/APIA/VIAA/038

Projekta izpildes termiņš: 20 mēneši (2014.gada 1.janvāris – 2015.gada 31.augusts)

Projekta īstenošanā iesaistītās institūcijas: APP Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs, LU aģentūra LU Latvijas vēstures institūts

Projekta kopējais finansējums: 480 190,78 EUR (BMC – 405 467,24 EUR, LUVI – 74 723,54 EUR)

Projekta zinātniskā vadītāja: Dr.biol. R.Ranka

Projekta mērķis ir jaunas zinātniskas grupas izveide, kas ar molekulārbioloģijas metodēm risinātu ar medicīnu saistītas problēmas Latvijā. Projekts ir starpdisciplinārs un ietver arī bioloģijas, arheoloģijas un vēstures nozares. Senās DNS pētījumi ietver seno populāciju filoģenētiskos pētījumus un molekulāri medicīnisko arheoloģiju.

Projektā paredzētas šādas aktivitātes: (1) jaunas zinātniskās grupas izveide; (2) arheoloģiskā materiālā novērtēt DNS kvalitāti un novērtēt tās pielietojamību dziļākai  izpētei; (3) infekcijas avotu izpēte un to ģenētiskā variabilitāte Latvijas populācijā viduslaikos; (4) cilvēka ģenētikas izpētes, kuras rezultātā tiks noskaidrota Latvijas senās un mūsdienu populācijas mitohondriālā genoma un Y hromosomas haplotipu ģenētiskā līdzība, kā arī mutāciju un/vai polimorfismu spektrs; kā arī jaunas tehnoloģijas izveidošana – DNS izdalīšanas no osteomateriāla protokola izstrāde, kā arī mtDNSun Y-STRs ģenētiskā profila ieviešana personu identifikācijā tiesu medicīnā. 

Informācija publicēta: 06.01.2014.

Līdz 2014. gada martam:

• Jaunas zinātniskās grupas izveide.
• Veikta paleoarheoloģiskā materiāla jeb osteomateriāla novērojamo patoloģisko izmaiņu raksturošana un izvērtēšana, antropoloģiskā materiāla analīze ar morfoloģiskām izpētes metodēm.
• Iesākts darbs pie senās DNS (aDNS) izdalīšanas no kauliem un kontaminācijas risku izvērtēšana.
• Iesākta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla cilvēka molekulāri ģenētiskā izpēte: mitohondriālās DNS (mtDNS) nekodējošā rajona sekvenču analīze, Y hromosomas mikrosatelītu jeb haplotipu analīze.
• Izstrādāts protokols indivīdu dzimuma un vecuma noteikšanai arheoloģiskajos izrakumos iegūtajam antropoloģiskajam materiālam pēc skeleta kaulu morfoloģiskām pazīmēm.
• Iesākts darbs pie molekulārās dzimumu noteikšanas, izmantojot divus ģenētiskos marķierus (SRY gēna un AMELY/X gēna fragments).
• Projekta ietvaros tika uzsākta M. tuberculosis baktēriju kompleksa (MTB) DNS izdalīšana no paraugiem. Tuberkulozes izraisītāja DNS tika pavairots insercijas elementa IS6110 fragments.
• Lai iesāktu apakšaktivitātes realizāciju, kas saistīta ar mikroorganisma Yersinia pestis klātbūtnes noteikšanu, uzsākta kaulu materiāla atlase no masu apbedījumiem (Sv. Gertrūdes un Doma laukuma sērijas).
• Pārskata periodā tika uzsākta publikācijas sagatavošana par dzimumu noteikšanu cilvēku osteomateriālā no 15.-17. gadsimta, izmantojot arheoloģisko, antropoloģisko un molekulāri ģenētisko analīžu izvērtēšanu.

Līdz 2014. gada jūnijam:

• Turpināts darbs pie senās DNS (aDNS) izdalīšanas no kauliem un kontaminācijas risku izvērtēšanas.Iezīmējusies nepieciešamība  standartizēt boksu apstrādi  un  sterilizaciju pirms un pēc katra eksperimenta ar seno materiālu
• Ir turpināta paleoarheoloģiskā materiāla jeb osteomateriāla novērojamo patoloģisko izmaiņu raksturošana un izvērtēšana, antropoloģiskā materiāla analīze ar morfoloģiskām izpētes metodēm.
• Turpināta M. tuberculosis baktēriju kompleksa (MTC) DNS izdalīšana no paraugiem un ir veikts darbs metodikas uzlabošanai.
• Iesākta dažu moderno M/tuberculosis celmu visa genoma sekvencēšana ar nolūku izveidot modeli Latvijā sastopamo seno un mūsdienu M.tuberkulosis līniju salīdzinašanai.
• Veikti darbi efektīvas mikroorganisma Yersinia pestis klātbūtnes noteikšanas PCR eksperimentu metodikas izstrādei un ir turpināta kaulu materiāla atlase no masu apbedījumiem (Sv. Gertrūdes baznīcas kapsētas un Rīga Doma laukuma sērijas).
• Turpināta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla cilvēka molekulāri ģenētiskā izpēte: mitohondriālās DNS (mtDNS) nekodējošā rajona sekvenču analīze, Y hromosomas mikrosatelītu jeb haplotipu analīze.
• Turpināts darbs pie molekulārās dzimumu noteikšanas, izmantojot divus ģenētiskos marķierus (SRY gēna un AMELY/X gēna fragments).
• Projekta ietvaros iegūtie rezultāti tika prezentēti 3. Baltijas Bioarheoloģijas starptautiskajā konferencē, kur izsauca interesi Latvijas arheologos. Publicētas referāta tēzes (Evaluation of ancient DNA preservation by applying molecular approach for sex determination in archaeological human skeletal remains from Riga).
• Pārskata periodā ir iesniegta publikācija žurnālam “Proceedings of Latvian Academy of Sciences” par dzimumu noteikšanu cilvēku osteomateriālā no 15.-17. gadsimta, izmantojot arheoloģisko, antropoloģisko un molekulāri ģenētisko analīžu izvērtēšanu.

Līdz 2014. gada septembrim:

• Ir turpināta paleoarheoloģiskā materiāla jeb osteomateriāla novērojamo patoloģisko izmaiņu raksturošana un izvērtēšana, antropoloģiskā materiāla analīze ar morfoloģiskām izpētes metodēm (Aktivitāte Nr. 2.2.).
• Turpināts darbs pie senās DNS (aDNS) izdalīšanas no kauliem un kontaminācijas ierobežošanas. Ir standartizēta boksu apstrāde un sterilizacija pirms un pēc katra eksperimenta ar seno materiālu, kā arī izstrādāts darba plūsmas protokols. Praksē ir ieviesti papildus drošības pasākumi kontaminācijas ierobežošanai (īpašu aizsargtērpu. t.i. kombinezons, bahilas, sejas maskas, lietošana. (Aktivitāte Nr. 2.1.)
• Ir turpināta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla cilvēka molekulāri ģenētiskā izpēte: mitohondriālās DNS (mtDNS) nekodējošā rajona sekvenču analīze, Y hromosomas mikrosatelītu jeb haplotipu analīze (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Turpināts darbs pie molekulārās dzimumu noteikšanas, izmantojot divus ģenētiskos marķierus (SRY gēna un AMELY/X gēna fragments). Ir salīdzinātas divas dažādas senās DNS iegūšanas metodikas. Iegūtie rezultāti prezentēti stenda referāta veidā Eiropas bioķīmijas biedrības federācijas (FEBS) 39. kongresā Francijā (Comparison of several molecular processing approaches of ancient DNA from medieval human remains in Latvia). (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Projekta ietvaros ir turpināta M. tuberculosis baktēriju kompleksa (MTC) DNS izdalīšana no paraugiem un ir veikts darbs metodikas uzlabošanai. Aktivitāte Nr. 2.2.2.
• Ir turpināta dažu moderno M. tuberculosis celmu visa genoma sekvenēšana ar nolūku izveidot modeli Latvijā sastopamo seno un mūsdienu M. tuberkulosis līniju salīdzinašanai, kā arī ir veikta iespējamās arheologisko paraugu kontaminācijas izvērtēšana ar ārējā vidē (augsne, ūdeņi) esošiem Mycobacterium kompleksa mikroorganismiem. Aktivitātes ietvaros iegūtie rezultāti ir prezentēti stenda referāta veidā Eiropas mikobakteriologu biedrības ikgadējā kongresā Austrijā (A molecular snapshot of Mycobacterium avium complex genetic diversity from human and porcine hosts in Latvia). Aktivitāte Nr. 2.2.2.
• Ir turpināti darbi efektīvas mikroorganisma Yersinia pestis klātbūtnes noteikšanas PCR eksperimentu metodikas izstrādē un ir turpināta kaulu materiāla atlase no masu apbedījumiem (Sv. Gertrūdes baznīcas kapsētas un Rīga Doma laukuma sērijas). Aktivitāte Nr. 2.2.3.
• Pārskata periodā ir pieņemts publicēšanai raksts par dzimumu noteikšanu cilvēku osteomateriālā no 15.-17. gadsimta, izmantojot arheoloģisko, antropoloģisko un molekulāri ģenētisko analīžu izvērtēšanu žurnālā “Proceedings of Latvian Academy of Sciences”. Aktivitāte Nr. 2.2. un 2.3.

Līdz 2014. gada decembrim:

• Ir turpināta paleoarheoloģiskā materiāla jeb osteomateriāla novērojamo patoloģisko izmaiņu raksturošana un izvērtēšana, antropoloģiskā materiāla analīze ar morfoloģiskām izpētes metodēm (Aktivitāte Nr. 2.2.)
• Pārskata periodā tika turpināta padziļināta to indivīdu izpēte, kuriem morfoloģiski skeleta kaulos konstatētās pataloģijas, iespējams, saistāmas ar tuberkulozi. Veikta literatūras analīze un uzsākta publikācijas gatavošana (Aktivitāte Nr. 2.2.)
• Turpināts darbs pie senās DNS (aDNS) izdalīšanas no kauliem un kontaminācijas ierobežošanas. Kaulu paraugu apstrāde tika veikta ne tikai rūpīgi izvērtējot iespējamo mūsdienu DNS piesārņojuma iespējamību un ievērojot īpašas ar senās DNS analīzi saistītās darba prasības, bet arī saskaņā ar iepriekšējos posmos izstrādāto metodiku. Ievērojot noteiktu konsekvenci veicamos darbos ir iegūta identiski sagatavotu aDNS paraugu kopa, kas tika izmantota dažādu projektā paredzēto molekulāro metožu validācijai (Aktivitāte Nr. 2.1.)
• Ir turpināta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla cilvēka molekulāri ģenētiskā izpēte: mitohondriālās DNS (mtDNS) nekodējošā rajona sekvenču analīze, Y hromosomas mikrosatelītu jeb haplotipu analīze (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Turpināts darbs pie molekulārās dzimumu noteikšanas, izmantojot divus ģenētiskos marķierus (SRY gēna un AMELY/X gēna fragments). Ir veikti darbi dažādu metožu jutības sliekšņa noteikšanai. (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Projekta ietvaros ir turpināta M. tuberculosis baktēriju DNS izdalīšana no paraugiem, identiski sagatavotu aDNS paraugu kopas analīze un ir veikta metožu jutības sliekšņa noteikšana. (Aktivitāte Nr. 2.2.2.)
• Ir turpināti darbi efektīvas mikroorganisma Yersinia pestis klātbūtnes noteikšanas PCR eksperimentu metodikas izstrādē un ir turpināta kaulu materiāla atlase no masu apbedījumiem (Sv. Gertrūdes baznīcas kapsētas un Rīga Doma laukuma sērijas). (Aktivitāte Nr. 2.2.3.)
• Pārskata periodā ir publicēts raksts raksts „Morphological characterization and molecular sex determination of human remains from 15th – 17th centuries in Latvia” (Latvijas ZA Vēstis B daļa, indeksēts SCOPUS datubāzē). Aktivitāte Nr. 2.2. un 2.3.

Līdz 2015. gada martam:

• Ir turpināta paleoarheoloģiskā materiāla jeb osteomateriāla novērojamo patoloģisko izmaiņu raksturošana un izvērtēšana, antropoloģiskā materiāla analīze ar morfoloģiskām izpētes metodēm (Aktivitāte Nr. 2.2.)
• Pārskata periodā tika turpināta padziļināta to indivīdu izpēte, kuriem morfoloģiski skeleta kaulos konstatētās pataloģijas, iespējams, saistāmas ar tuberkulozi. Veikta literatūras analīze un turpināta publikācijas gatavošana (Aktivitāte Nr. 2.2.)
• Turpināts darbs pie senās DNS (aDNS) izdalīšanas no kauliem ievērojot iepriekšējos posmos izstrāddātu metodiku. Kaulu paraugu apstrāde tika veikta, rūpīgi izvērtējot iespējamo mūsdienu DNS piesārņojuma iespējamību un ievērojot īpašas ar senās DNS analīzi saistītās darba prasības. Ievērojot noteiktu konsekvenci veicamos darbos un analizējot iegūtos aDNS paraugus, ir turpināts darbs pie dažādu projektā paredzēto molekulāro metožu validācijas (Aktivitāte Nr. 2.1.)
• Ir turpināta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla cilvēka molekulāri ģenētiskā izpēte: mitohondriālās DNS (mtDNS) nekodējošā rajona sekvenču analīze, Y hromosomas mikrosatelītu jeb haplotipu analīze (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Turpināts darbs pie molekulārās dzimumu noteikšanas, izmantojot divus ģenētiskos marķierus (SRY gēna un AMELY/X gēna fragments). Ir turpināti darbi dažādu molekulāro metožu jutības sliekšņa noteikšanai. (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Projekta ietvaros ir turpināta M. tuberculosis baktēriju DNS izdalīšana no paraugiem, identiski sagatavotu aDNS paraugu kopas analīze un ir veikta metožu jutības sliekšņa noteikšana. (Aktivitāte Nr. 2.2.2.)
• Ir sākti darbi mikroorganisma Yersinia pestis DNS atlikumu iespējamās klātbūtnes noteikšanai ar izstrādāto PCR metodiku un ir turpināta kaulu materiāla atlase no masu apbedījumiem (Sv. Gertrūdes baznīcas kapsētas un Rīga Doma laukuma sērijas). (Aktivitāte Nr. 2.2.3.)
• Pārskata periodā ir publicēts raksts raksts „Comparison of telomere length between population-specific mitochondrial haplogroups among different age groups in a Latvian population. Zole E, Elferts D, Kimsis J, Krumina A, Narels K, Pole I, Ranka R, Pliss L. Mech Ageing Dev. 2015 Feb 7;145:13-17. Impact Factor: 3.510. Aktivitāte Nr.2.3.

Līdz 2015. gada augustam:

• Projekta ietvaros tika pabeigta jaunas metodikas izstrādāšana kontaminācijas novēršanai un autentiskai DNS iegūšanai un ir sagatavots protokola apraksts „Protokols DNS kontaminācijas novēršanai, kas tiek izdalīta no cilvēka osteomateriāla.” (Aktivitāte 2.1.)
• Ir turpināts darbs pie senās DNS (aDNS) izdalīšanas no kauliem ievērojot iepriekšējos posmos izstrādātu metodiku, kā arī ir veikta visa projekta laikā iegūto rezultātu izvērtēšana. (Aktivitāte Nr. 2.1.)
• Ir veikta paleoarheoloģiskā materiāla jeb osteomateriāla novērojamo patoloģisko izmaiņu raksturošana un izvērtēšana, antropoloģiskā materiāla analīze ar morfoloģiskām izpētes metodēm (Aktivitāte Nr. 2.2.)
• Tika pabeigta to indivīdu izpēte, kuriem morfoloģiski skeleta kaulos konstatētās pataloģijas, iespējams, saistāmas ar tuberkulozi. Veikta literatūras analīze un publikācijas sagatavošana (Aktivitāte Nr. 2.2.)
• Publicēšanai sagatavots un iesniegts raksts „Palaeopathological evidence of infectious disease in a skeletal population from Late Medieval Riga, Latvia (15TH -17TH century AD) (Latvijas ZA Vēstis B daļa, indeksēts SCOPUS datubāzē). (Aktivitāte 2.2.)
• Ir veikta vairāku aDNA paraugu visa mikrobioma analīze ar jaunākās pāaudzes sekvenēšanas protokolu. Darbs ir veikts ar IonTorrent tehnoloģiju metagenomics analīzei izmantojot 16S rRNA gēnu amplifikāciju. (Aktivitāte 2.2.)
• Publicēšanai sagatavots un iesniegts raksts „Prospects for ancient microbiome analysis as a record of the burial environment” (Starptautisks žurnāls: „Journal of Archaeological Science”, Impact Factor: 2.196). (Aktivitāte 2.2.)
• Ir veikti darbi M. tuberculosis baktēriju DNS izdalīšanai no paraugiem un genotipēšanai. Ir veikta visa projekta laikā iegūto rezultātu apkopošana un izvērtēšana. (Aktivitāte Nr. 2.2.2.)
• Ir veikti darbi mikroorganisma Yersinia pestis DNS atlikumu iespējamās klātbūtnes noteikšanai ar izstrādāto PCR metodiku un ir turpināta kaulu materiāla atlase no masu apbedījumiem (Sv. Gertrūdes baznīcas kapsētas un Rīga Doma laukuma sērijas). Ir veikta visu iegūto rezultātu analīze. (Aktivitāte Nr. 2.2.3.)
• Ir turpināta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla cilvēka molekulāri ģenētiskā izpēte: mitohondriālās DNS (mtDNS) nekodējošā rajona sekvenču analīze, Y hromosomas mikrosatelītu jeb haplotipu analīze. Pārskata periodā ir veikta visa projekta laikā iegūto datu analīze. (Aktivitāte Nr. 2.3.)
• Tika pabeigta tehnoloģijas apraksta sagatavošana „Mitohondriālās DNS (mtDNS) un Y hromosomas mikrosatelītu (Y-STRs) ģenētiskā profila noteikšanai no cilvēka osteomateriāla, kura var tikt pielietota ģenētiskā testēšanā un personu identifikācijā tiesu medicīnā”. (Aktivitāte 2.3.)
• Ir veikta arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā materiāla dzimuma noteikšana ar molekulārām metodēm, izmantojot divus ģenētiskos marķierus (SRY gēna un AMELY/X gēna fragments). Ir veikta datu apkopošana un analīze. (Aktivitāte Nr. 2.3.)

Informācija sagatavota: 31.08.2015.