Abstract The broadening utilisation of ancient DNA to address archaeological, palaeontological, and biological questions is resulting in a rising diversity in the size of laboratories and scale of analyses being performed. In the context of this heterogeneous landscape, we present nf-core/eager, an advanced and entirely redesigned and extended version of the EAGER pipeline for the analysis of ancient genomic data. This Nextflow pipeline aims to address three main themes: accessibility and adaptability to different computing configurations, reproducibility to ensure robust analytical standards, and updating the pipeline to the latest routine ancient genomic practises. This new version of EAGER has been developed within the nf-core initiative to ensure high-quality software development and maintenance support; contributing to a long-term lifecycle for the pipeline. nf-core/eager will assist in ensuring that ancient DNA sequencing data can be used by a diverse range of research groups and fields.

Abstract In ancient DNA research, the authentication of ancient samples based on specific features remains a crucial step in data analysis. Because of this central importance, researchers lacking deeper programming knowledge should be able to run a basic damage authentication analysis. Such software should be user-friendly and easy to integrate into an analysis pipeline. Here, we present DamageProfiler, a Java based, stand-alone software to determine damage patterns in ancient DNA. The results are provided in various file formats and plots for further processing. DamageProfiler has an intuitive graphical as well as command line interface that allows the tool to be easily embedded into an analysis pipeline.

Summary Sexually transmitted (venereal) syphilis marked European history with a devastating epidemic at the end of the 15 th century, and is currently re-emerging globally. Together with non-venereal treponemal diseases, like bejel and yaws, found in subtropical and tropical regions, it poses a prevailing health threat worldwide. The origins and spread of treponemal diseases remain unresolved, including syphilis’ potential introduction into Europe from the Americas. Here, we present the first genetic data from archaeological human remains reflecting a previously unknown diversity of Treponema pallidum in historical Europe. Our study demonstrates that a variety of strains related to both venereal syphilis and yaws were already present in Northern Europe in the early modern period. We also discovered a previously unknown T. pallidum lineage recovered as a sister group to yaws and bejel. These findings imply a more complex pattern of geographical prevalence and etiology of early treponemal epidemics than previously understood.

Abstract In ancient DNA research, the degraded nature of the samples generally results in poor yields of highly fragmented DNA, and targeted DNA enrichment is thus required to maximize research outcomes. The three commonly used methods – (1) array-based hybridization capture and in-solution capture using either (2) RNA or (3) DNA baits – have different characteristics that may influence the capture efficiency, specificity, and reproducibility. Here, we compared their performance in enriching pathogen DNA of Mycobacterium leprae and Treponema pallidum of 11 ancient and 19 modern samples. We find that in-solution approaches are the most effective method in ancient and modern samples of both pathogens, and RNA baits usually perform better than DNA baits. Method summary We compared three targeted DNA enrichment strategies used in ancient DNA research for the specific enrichment of pathogen DNA regarding their efficiency, specificity, and reproducibility for ancient and modern Mycobacterium leprae and Treponema pallidum samples. Array-based capture and in-solution capture with RNA and DNA baits were all tested in three independent replicates.

Abstract Museum and medically fixed material are valuable samples for the study of historical soft tissues and represent a pathogen-specific source for retrospective molecular investigations. However, current methods for the molecular analysis are inherently destructive, posing a dilemma between performing a study with the available technology thus damaging the sample - or conserving the material for future investigations. Here we present an unprecedented non-destructive alternative that facilitates the genetic analysis of fixed wet tissues while avoiding tissue damage. We extracted DNA from the fixed tissues as well as their embedding fixative solution, to quantify the DNA that was transferred to the liquid component. Our results prove that human ancient DNA can be retrieved from the fixative material of stored medical specimens and provide new options for the sampling of valuable curated collections. Method summary We compared the metagenomic content of historical tissues and their embedding liquid to retrieve DNA from the host and specified pathogens based on the diagnosis of the sample. We applied ancient DNA research techniques, including in-solution hybridization capture with DNA baits for human mitochondrial DNA, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae , and Treponema pallidum .