1. A mobile laboratory for ancient DNA analysis
- Author
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A.-S. Lartigot-Campin, José Utge, Robert Begouën, Jean-Marc Elalouf, Sylvain Soriano, Anne-Marie Moigne, Christine Verna, Agnès Testu, Noémie Sévêque, Régis Vézian, Frédéric Maksud, Éco-Anthropologie (EA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Histoire Archéologie Littérature des Mondes Anciens (HALMA) - UMR 8164 (HALMA), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille, Centre européen de recherches préhistoriques de Tautavel, Histoire naturelle de l'Homme préhistorique (HNHP), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service régional de l'Archéologie de Midi-Pyrénees, (SRA), Association Louis Bégouën, Laboratoire de Préhistoire de Pujol, Anthropologie des techniques, des espaces et des territoires au Pliocène et au Pléistocène (AnTET), Archéologies et Sciences de l'Antiquité (ArScAn), Université Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service de Biologie Intégrative et Génétique Moléculaire (SBIGeM), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Université Paris-Sud - 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UMR 8164 (HALMA), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - 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- Subjects
0106 biological sciences ,Archaeological Excavation ,Social Sciences ,Artificial Gene Amplification and Extension ,Biochemistry ,Polymerase Chain Reaction ,01 natural sciences ,law.invention ,[SHS]Humanities and Social Sciences ,law ,DNA extraction ,Polymerase chain reaction ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Mammals ,0303 health sciences ,Multidisciplinary ,Cave hyena ,Bison ,Ancient DNA ,biology ,Fossils ,Database and informatics methods ,Sequence analysis ,Eukaryota ,Ruminants ,Nucleic acids ,Archaeology ,Vertebrates ,Medicine ,Research Article ,Reindeer ,Mitochondrial DNA ,[SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory ,Bioinformatics ,Science ,Steppe bison ,Real-Time Polymerase Chain Reaction ,Crocuta crocuta ,DNA, Mitochondrial ,010603 evolutionary biology ,DNA sequencing ,03 medical and health sciences ,Extraction techniques ,Bovines ,Genetics ,Trace Fossils ,Animals ,DNA, Ancient ,Molecular Biology Techniques ,Molecular Biology ,DNA sequence analysis ,030304 developmental biology ,Organisms ,Biology and Life Sciences ,Paleontology ,DNA ,Sequence Analysis, DNA ,Ichnology ,biology.organism_classification ,Research and analysis methods ,Earth sciences ,Evolutionary biology ,Amniotes ,Paleobiology ,Paleogenetics - Abstract
Mobile devices for on-field DNA analysis have been used for medical diagnostics at the point-of-care, forensic investigations and environmental surveys, but still have to be validated for ancient DNA studies. We report here on a mobile laboratory that we setup using commercially available devices, including a compact real-time PCR machine, and describe procedures to perform DNA extraction and analysis from a variety of archeological samples within 4 hours. The process is carried out on 50 mg samples that are identified at the species level using custom TaqMan real-time PCR assays for mitochondrial DNA fragments. We evaluated the potential of this approach in museums lacking facilities for DNA studies by analyzing samples from the Enlène (MIS 2 layer) and the Portel-Ouest cave (MIS 3 deposits), and also performed experiments during an excavation campaign at the Roc-en-Pail (MIS 5) open-air site. Enlène Bovinae bone samples only yielded DNA for the extinct steppe bison (Bison priscus), whereas Portel-Ouest cave coprolites contained cave hyena (Crocuta crocuta spelaea) DNA together, for some of them, with DNA for the European bison sister species/subspecies (Bison schoetensacki/Bb1-X), thus highlighting the cave hyena diet. Roc-en-Pail Bovinae bone and tooth samples also contained DNA for the Bison schoetensacki/Bb1-X clade, and Cervidae bone samples only yielded reindeer (Rangifer tarandus) DNA. Subsequent DNA sequencing analyses confirmed that correct species identification had been achieved using our TaqMan assays, hence validating these assays for future studies. We conclude that our approach enables the rapid genetic characterization of tens of millennia-old archeological samples and is expected to be useful for the on-site screening of museums and freshly excavated samples for DNA content. Because our mobile laboratory is made up of commercially available instruments, this approach is easily accessible to other investigators.
- Published
- 2020
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