Identification – From species identification to identity determination by means of ancient DNA analyses

Mit Hilfe molekulargenetischer Analysen können zentrale Fragestellungen der Anthropologie beantwortet werden. Dies sind in der Regel die Frage nach der artlichen Herkunft von Knochenfunden oder anderen biologischen Materialen sowie im Falle eines menschlichen Ursprungs die Fragen nach dem biologischen Geschlecht und verwandtschaftlicher Beziehungen zu anderen Individuen oder Populationen. In historischen wie auch kontemporären Untersuchungen kann zusätzlich auch die Identitätsfeststellung einer Person im Vordergrund stehen. Aufgrund der sowohl morphologisch als auch molekulargenetisch arbeitenden Ausrichtung der Historischen Anthropologie der Universität Göttingen sind Projekte der Arbeitsgruppe besonders geeignet, das Potential der DNA-Analytik für Identifikationsprozesse aufzuzeigen. Die vorliegende Arbeit stellt neun interdisziplinäre Projekte vor, bei welchen mit Hilfe molekulargenetischer Analysen an ancient DNA Identifikationen zu unterschiedlichen Aspekten erfolgt sind. In der ersten Ebene standen Speziesidentifikationen im Vordergrund, zum einen an Humanpathogenen aus historischen Anatomiepräparaten der Universität Göttingen, bei welcher Sequenzen des Krankenhauskeims Staphylococcus aureus als Auslöser der Osteomyelitis in den Knochen aus präantibiotischer Zeitstellung nachgewiesen werden konnten. Zum anderen konnte ein prähistorischer Tierknochen des stammesgeschichtlich bedeutsamen Fundplatzes Einhornhöhle in Niedersachsen als vom heute ausgestorbenen Höhlenlöwen (Panthera spelaea) stammend identifiziert werden. In der zweiten Ebene der Identifikation konnten für Individuen zweier Bestattungsplätze verwandtschaftliche Beziehungen festgestellt werden und so soziokulturelle Aspekte bspw. des Bestattungsritus aufgedeckt werden. Auf dem merowingerzeitlichen Gräberfeld bei Boilstädt, Thüringen, konnten zahlreiche Verwandtschaften vor allem über die mütterlichen Linien festgestellt werden. Etliche Bestattungen wurden nach dem Grabhügel einer der herausragenden Kriegerbestattungen des Gräberfeldes ausgerichtet und enthielten zum Großteil mit dem Krieger verwandte Individuen. Auf dem slawenzeitlichen Gräberfeld der Burgruine bei Stolpe in Brandenburg konnten für einen Teil der bestatteten Individuen verwandtschaftliche Beziehungen nachgewiesen werden, bei welchen es sich vermutlich um die letzten heidnischen Burgherren gehandelt hat. Familiäre Bande scheinen für beide Bestattungsplätze entscheidend für die Niederlegung der Toten nah beieinander gewesen zu sein. Für einen linienbandkeramischen Einzelknochenfund aus der Ukraine konnte über die Analyse der mütterlichen Familienlinie eine plausible Zugehörigkeit zur Population neolithischer Bauern anstatt zu mesolithischen Jägern und Sammlern identifiziert werden. Bei der dritten Ebene der Identifikation stand Identitätsfeststellungen historischer und kontemporärer Personen im Vordergrund. Die Untersuchung väterlicher Familienlinien erbrachte die Belege, dass die Gebeine des niederländischen Volkshelden Adolf von Nassau, wie aufgrund historischer Quellen vermutet, nicht in einer oldenburgischen Familiengruft bestattet wurden. Die Untersuchungen belegten auch, dass das abgeschlagene Haupt des tansanischen Anführers der Chagga Mangi Meli nicht in einer kolonialzeitlichen Sammlung in Berlin zu finden sei. Abschließend konnten im Zuge zweier polizeilicher Ermittlungen skelettierte Überreste vermissten Personen zugeordnet werden. Der an einem unwegsamen Steilhang entdeckte Schädel eines vor fast 30 Jahren verschwundenen Mannes konnte mit Hilfe des genetischen Fingerabdrucks direkt identifiziert werden. Im zweiten Fall wurde die Identität eines im Wald aufgefundenen Skeletts anhand des genetischen Fingerabdrucks des Sohnes der vermissten Frau mittels Defizienzfallanalyse festgestellt.Molecular genetic analyses can be used to answer central questions in anthropology. These are usually the question of the species origin of bone finds or other biological material and, in the case of a human origin, the questions of biological sex and kinship relationships to other individuals or populations. In historical as well as contemporary investigations, the identification of a person can also be focused on. Due to the morphological as well as molecular genetic orientation of the Historical Anthropology Department of the University of Göttingen, projects of the working group are particularly suitable for demonstrating the potential of DNA analysis for identification processes. The thesis presents nine interdisciplinary projects in which molecular genetic analyses of ancient DNA were used to identify different aspects. In the first level, species identifications were in the foreground, on the one hand on human pathogens from historical anatomy preparations of the University of Göttingen, in which sequences of the hospital germ Staphylococcus aureus could be detected as the cause of osteomyelitis in bones from pre-antibiotic times. On the other hand, a prehistoric animal bone from the Einhornhöhle site in Lower Saxony, which is significant in terms of the phylogenetic history of mankind, could be identified as originating from the now extinct cave lion (Panthera spelaea). In the second level of identification, kinship relations could be established for individuals from two burial sites, thus revealing socio-cultural aspects, for example of the burial rite. In the Merovingian burial ground near Boilstädt, Thuringia, numerous relationships could be established, especially through maternal lines. Several burials were aligned with the burial mound of one of the outstanding warrior burials of the cemetery and contained for the most part individuals related to the warrior. On the Slavonic burial ground of the castle ruins near Stolpe in Brandenburg, kinship relations could be proven for some of the buried individuals, who were probably the last pagan lords of the castle. For both burial sites, family ties seem to have been decisive for the laying down of the dead close to each other. For a Linear Pottery single bone find from the Ukraine, an analysis of the maternal family line could identify a plausible affiliation to the population of Neolithic farmers rather than to Mesolithic hunter-gatherers. The third level of identification focused on establishing the identity of historical and contemporary persons. The investigation of paternal family lines provided evidence that the bones of the Dutch folk hero Adolf of Nassau were not buried in an Oldenburg family tomb, as assumed on the basis of historical sources. The investigations also proved that the severed head of the Tanzanian leader of the Chagga Mangi Meli could not be found in a colonial-era collection in Berlin. Finally, in the course of two police investigations, skeletal remains could be assigned to missing persons. The skull of a man who disappeared almost 30 years ago, discovered on an impassable steep slope, could be directly identified with the help of the genetic fingerprint. In the second case, the identity of a skeleton found in the forest was established by means of deficiency case analysis using the genetic fingerprint of the son of the missing woman.2022-03-0

Staphylococcus aureus Sequences from Osteomyelitic Specimens of a Pathological Bone Collection from Pre-Antibiotic Times

Staphylococcus aureus is a major pathogen causing osteomyelitis, amongst other diseases, and its methicillin-resistant form (MRSA) in particular poses a huge threat to public health. To increase our knowledge of the origin and evolution of S. aureus, genetic studies of historical microorganisms may be beneficial. Thus, the aim of this study was to investigate whether osteomyelitic skeletal material (autopsy specimens collected from the mid 19th century until the 1920s) is suitable for detecting historical S. aureus DNA sequences. We established a PCR-based analysis system targeting two specific genes of S. aureus (nuc and fib). We successfully amplified the historical S. aureus nuc and fib sequences for six and seven pre-antibiotic, osteomyelitic bone specimens, respectively. These results encourage further investigations of historical S. aureus genomes that may increase our understanding of pathogen evolution in relation to anthropogenically introduced antibiotics