Vpliv dejavnikov okolja, časa po smrti in časa ter načina shranjevanja skeletnih ostankov po izkopu na ohranitev DNA

Jeromelj, Tonja (avtor), Župunski, Vera (mentor)

Nedavni napredki na področju raziskav starodavne DNA, kot so visokozmogljivo sekvenciranje, izpopolnjeni ekstrakcijski postopki in vse bolj sofisticirani analizni pristopi, so omogočili hiter razvoj področja. DNA se lahko v človeških skeletnih ostankih ohrani več tisoč let, vendar je njena ohranjenost močno odvisna od okoljskih dejavnikov. Ob arheološkem izkopu nastopi nenadna sprememba okolja, ki lahko dodatno pospeši razgradnjo DNA in privede do izgube dragocenih genetskih informacij. Za celostno razumevanje okoljskih vplivov in pogojev shranjevanja na ohranjenost DNA so zato ključnega pomena sistematične študije, ki primerjajo ohranjenost DNA v skeletnih ostankih v različnih okoljskih razmerah. V diplomskem delu smo preučevali vpliv okoljskih dejavnikov na ohranjenost DNA v človeških skeletnih ostankih tako pred kot tudi po njihovem izkopu. Z uporabo statistične analize smo primerjali ohranjenost DNA pri vzorcih iz dveh geografsko različnih arheoloških najdišč, Črnomelj in Ljubljana – Vrazov trg, ter pri vzorcih iz ljubljanskih najdišč Vrazov trg in Njegoševa, ki so se razlikovala v pogojih shranjevanja po izkopu. Za izolacijo DNA smo uporabili kosti skalnice, ki so zaradi visoke kostne gostote najprimernejše za pridobivanje starodavne DNA iz človeških skeletnih ostankov. V eksperimentalnem delu diplomske naloge smo uporabili metodo kvantitativne verižne reakcije s polimerazo (qPCR), s katero smo ocenili količino in stopnjo ohranjenosti izolirane DNA. Za preverjanje statističnih hipotez smo uporabili 95-% intervale zaupanja za mediane in teste z mediano za neodvisne vzorce. Rezultati so pokazali statistično značilne razlike v količini in stopnji ohranjenosti DNA med vzorci iz različnih geografskih lokacij. Na podlagi analize sta ohranjenost in količina DNA statistično značilno višji pri skalnicah, ki so bile izkopane iz najdišča Ljubljana – Vrazov trg, kot pri skalnicah iz najdišča Črnomelj. Prav tako smo zaznali statistično značilen upad količine izolirane DNA ter povečano stopnjo razgradnje izolirane DNA pri vzorcih, ki so bili več let shranjeni v muzejskem depoju pri nenadzorovanih pogojih. Naši izsledki poudarjajo pomen vpliva okoljskih dejavnikov na ohranjenost DNA v arheoloških skeletnih vzorcih tako pred izkopom kot med dolgoročnim shranjevanjem in potrjujejo nujnost upoštevanja strokovnih priporočil glede optimalne temperature in vlažnosti pri shranjevanju skeletnega materiala za nadaljnje genetske analize.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: starodavna DNA, skeletni ostanki, ohranjenost DNA, okoljski dejavniki, pogoji shranjevanja
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo/naloga
• Tipologija: 2.11 - Diplomsko delo
• Organizacija: FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
• Leto izida: 2025
• PID: 20.500.12556/RUL-171575
• COBISS.SI-ID: 247639299
• Datum objave v RUL: 28.08.2025

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: The effect of environmental factors, time after death, and the duration and manner of storage of skeletal remains after excavation on DNA preservation

Izvleček

Recent advances in ancient DNA research – including high-throughput sequencing technologies, refined DNA extraction procedures, and increasingly sophisticated analytical frameworks – have significantly advanced the field. While DNA in human skeletal remains can persist for thousands of years, its preservation is highly dependent on environmental factors that are still not fully characterized. Excavation can further accelerate degradation processes by introducing abrupt changes in environmental conditions, which can lead to the loss of valuable genetic information. For a comprehensive understanding of the impact of environmental factors and storage conditions on DNA preservation, systematic studies that compare DNA preservation in skeletal remains under different environmental conditions are therefore needed. In this thesis, we investigated the impact of environmental factors on the preservation of DNA in human skeletal remains both before and after their excavation. Using statistical analysis, we compared the preservation of DNA in samples from two geographically distinct archaeological sites, Črnomelj and Ljubljana – Vrazov trg, as well as in samples from Ljubljana’s Vrazov trg and Njegoševa sites, which differed in post-excavation storage conditions. Petrous bones were selected for DNA isolation due to their dense structure, which offers optimal preservation of ancient DNA in human skeletal remains. DNA yield and DNA preservation of isolated DNA were assessed using quantitative PCR (qPCR). The results were analysed statistically using 95% confidence intervals for medians and median tests for independent samples. The results showed statistically significant differences in DNA yield as well as degree of DNA preservation among samples originating from different geographical locations. According to the statistical analysis, DNA yield and preservation are significantly higher for petrous bones excavated from Ljubljana – Vrazov trg compared to those from Črnomelj. Additionally, a statistically significant decrease in DNA yield and an increase in the degree of DNA degradation was observed for samples stored in museum depots at unregulated conditions for several years. Our findings highlight the importance of environmental factors on DNA preservation in archaeological skeletal samples – both prior to excavation and during long-term storage – and reinforce the need to adhere to scientific recommendations regarding optimal temperature and humidity when handling skeletal material for genetic analyses

• Ključne besede: ancient DNA, skeletal remains, DNA preservation, environmental effects, storage conditions