На протяжении веков чума была злым предвестником смерти по всей Европе. Он приносил опустошение городам и сельским селам с нерегулярными интервалами, и с 1629 по 1630 год он высадился в Милане, Италия. Немыслимое число погибших - 60 000 человек в городе с населением 130 000 человек - запечатлелось в итальянском воображении, в конечном итоге появившись в романе Алессандро Мандзони 19-го века «Обручник» .
Связанный контент
- Крысиные кости показывают, как люди трансформировали свою островную среду
В течение долгого миланского сезона чумы писцы записывали имена и возраст каждого человека, погибшего в дотошных регистрах смерти. Теперь оказалось, что эти подробные документы содержали не только имена и даты - они также были полны невидимых историй, скрывающихся среди письменных записей.
Почти 400 лет спустя ученые вернулись, чтобы раскрыть новые подробности об условиях окружающей среды вокруг рукописей, от того, что ели эти писцы, до животных, которых держали поблизости. Все открытия были сделаны благодаря технологии, изменяющей игру: полимерные диски, которые извлекают из бумаги многовековые белки. Их результаты, недавно опубликованные в « Журнале протеомики», детализируют все - от распространенности грызунов до огромного количества бактерий вокруг рукописей - и открывают новые возможности для исследования других важных исторических текстов.
«Мы начали это исследование несколько лет назад с основной идеи, что документы и рукописи поглощают различные белки из писателя и окружающей среды вокруг бумаги», - говорит физик Глеб Зильберштейн, один из авторов исследования. Но они никогда не догадались бы, сколько этих белков покажет.
По словам Зильберштейна, первая подсказка о том, что раскрытие таких деталей возможно, произошла из неожиданного источника: коричневые круглые полимерные диски из этилвинилацетата, изначально предназначенные для сохранения рукописей. Его команда пыталась использовать их для удаления вредных кислот в целлюлозной бумаге 75-летних тетрадей Михаила Булгакова, русского автора книги «Мастер и Маргарита» .
Удалив диски, они обнаружили, что в полимерах также полно белков, которые могут предоставить богатые данные об условиях окружающей среды авторов. Фактически, белки могут быть лучшим источником таких данных, чем ДНК, говорит Зильберштейн. «Большинство людей, которые занимаются биохимической характеристикой артефактов, используют геномы», - говорит Зильберштейн. «Это хорошо, но ДНК менее стабильна, чем пептиды в белках». Этот тип анализа называется протеомикой, и он был усовершенствован только в последние несколько лет.
С миланскими рукописями они пошли на процесс более целенаправленно, оставляя диски EVA на страницах в течение 60–90 минут, чтобы позволить белкам прилипать к диску, не вызывая какого-либо ухудшения качества бумаги. Эти пептидные цепи - аминокислоты, связанные как блоки Lego, - затем анализировали в масс-спектрометрическом аппарате и идентифицировали с использованием баз данных белков. Исследователи извлекли более 110000 пептидных последовательностей, включающих 600 различных семейств белков, из 11 страниц реестра смерти, и одностраничное уведомление, хранящееся в том же архиве.
Публичное уведомление о новой карантинной политике, которую исследователи проанализировали для нового исследования. Коричневый EVA-диск, который вытягивает кислоты и белки со страницы, находится в правом нижнем углу. (Глеб Зильберштейн) Хотя пептиды могут быть более стабильными, чем ДНК, они имеют свои собственные неудобства: их также намного сложнее идентифицировать. Исследователи говорят, что это было одной из проблем с документами 1630 года. Как пишет биохимик Кэтрин Стоун в отчете 2013 года о технологии протеомики, «структура белка может быть гораздо более гетерогенной, чем структура ДНК», что требует от исследователей делать выводы о том, откуда появились пептиды.
«Белки действительно более стабильны в некоторых отношениях, чем ДНК, но обладают меньшей способностью различать на уровне последовательности. Кроме того, даже если вы можете обнаружить следы белков, отличить их от загрязнения гораздо сложнее, чем от ДНК», - сказал Хендрик. Пойнар, биолог-эволюционист из Центра древней ДНК МакМастера, который не принимал участия в исследовании, по электронной почте. Но даже с этими предостережениями Пойнар добавил анализ диска EVA: «Я говорю:« Отличное начало, вперед! »»
Исследователи обнаружили 312 пептидных последовательностей, которые соответствуют известным бактериям. Затем они сузили это число до 17, которые попали в семью Yersinia - бактерии, ответственные за Y. pestis, или бубонная чума. Но белки не принадлежат исключительно Y. pestis . Они также могут принадлежать к другим видам бактерий иерсиний, включая те, которые не смертельны для человека.
Энн Кармайкл, почетный профессор истории в Университете Индианы в Блумингтоне, которая провела свою академическую карьеру, изучая медицинскую историю чумы, говорит: «Идентификация белков так же хороша, как и база данных, которую они собрали». Но это не значит, что она не заинтригована новым исследованием. «Это захватывающий материал, и я думаю, что в лабораториях будет много доработок», - говорит Кармайкл, который также не участвовал в новом исследовании.
Первой реакцией Кармайкла на новое исследование стало отвращение к осознанию того, что все эти частицы были в рукописях, с которыми она обращалась. «Мы все пролистали страницы рукописей, и я провел много времени с миланскими документами», - говорит она. Одна из ее коллег даже наткнулась на помет мыши на страницах рецензии, которую она рецензировала. Помимо того, что Кармайкл обнаружил, что открытия увлекательны, он не знал, что соотношение белков крысы и белков человека почти одно к одному.
Историк Техасского университета Стефано Д'Амико согласен с тем, что новая методика может дать понимание того, чего не могли сделать текст и его производство. В частности, он указал на то, что писцы ели в основном кукурузу, картофель, нут, рис и морковь, а овцы и козы были где-то в лазарете, где жили больные. (Авторы предполагают, что эти сельскохозяйственные животные могли содержаться в помещенном в карантин лазарете для кормления детей, чьи матери умерли от чумы.)
«Вся информация о рационе этих людей, о том, что они ели в то время, о том, какие животные находились в области лазарета - среде, в которой работали эти люди, - все это важно для историков», - Д'Амико говорит.
Страница из реестров смерти от чумы, с правым нижним диском UVA. (Глеб Зильберштейн) Конечно, самим реестрам есть, что сказать о том, как чума перевернула итальянское общество во времена Ренессанса. Кармайкл, который просматривал документы за столетия до 1630 года, был поражен последовательностью записи администратором имен и смертей этих людей. «Они приходят на работу, делают одно и то же снова и снова. Это утомительная, неблагодарная работа. И единственный раз, когда вы не находите эти записи, это когда чума становится настолько плохой, что ведение записей рушится. Но они все еще пытаются это сделать ».
Таким образом, разборчивая документация была попыткой навести порядок в хаотической ситуации. Идея состояла в том, чтобы помочь чиновникам определить, когда начинаются новые вспышки чумы, чтобы они могли изолировать город от торговли с другими городами и начать собирать больных людей, чтобы доставить их в лагеря или лазаретто, огромную структуру за пределами города. это разместило целых 9 000 человек в и вокруг его основания. В то время как некоторые люди, пораженные чумой, охотно отправились туда, большинство из них были насильственно вывезены из города вместе со своими семьями и другими контактами.
«Оказавшись внутри, вы были в основном заключенным», - говорит Д'Амико. «Был один вход, и его охраняли солдаты. Вы могли бы выбраться, только если пережили эпидемию ».
Постоянная угроза смертью отразилась на гражданских лицах. «Это века, когда Европа колонизирует земной шар и происходят всевозможные вещи - Ренессанс, Реформация, Научная революция - и чума - это перерыв», - говорит Кармайкл. «Даниэль Дефо сказал, что чума была моей невидимой: ты наступаешь на нее, и она взрывается и меняет твою жизнь».
Для Зильберштейна и химиков, которые разработали эту технологию, узнать больше о том, какой была жизнь во время чумы, - это только начало. Диски EVA могут иметь любое количество приложений для историков и архивистов, надеющихся получить больше информации о своих документах. Например, Зильберштейн говорит, что они надеются исследовать оригинальные документы таких авторов, как Антон Чехов и Фридрих Ницше, чтобы выяснить, использовали ли они какие-либо лекарства или страдали от каких-либо заболеваний во время написания своих книг.
Есть несколько предостережений. В разных странах разный климат, и некоторые рукописи могут быть заражены более современными белками, в зависимости от того, как они обрабатываются. Но Зильберштейн считает, что накопление пептидов все еще является плодотворным путем в исследованиях культурного наследия. По его словам, «мы можем прочитать скрытые данные из старых источников бумажной информации».
