微生物测序 揭开传世名画中的生物“密码”

　　随着现代分析检测技术的发展，科学家已经可以从那些流传至今的艺术品中解读出许多肉眼观察不到的信息。这些信息在艺术品的研究、修复以及鉴别真伪中都发挥了重要的作用。
 

　　举例来说，利用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)技术分析挥发性有机化合物(VOC)可以研究塑料等高分子材料艺术品的降解过程与速度，从而为更好地保存这些艺术品提供依据。热裂解气相色-质谱(PY-GC/MS)可以快速分析文物与艺术品材料的成分，如壁画中粘合剂和颜料，帮助修复者尽可能还原文物与艺术品的原貌。现代分析检测技术还可以通过分析样品的年代、材料成分和来源、制造工艺等信息鉴别出赝品。
 

　　一般对于艺术品的分析检测都聚焦于其材料本身的成分，而在近期的一项研究中科学家从微生物角度出发，为艺术品研究开拓了一个新的方向。这项研究发表在《Frontiers in Microbiology(微生物学前沿)》上。
 

　　来自奥地利自然资源与生命科学大学(BOKU)和意大利罗马中心图书馆生物实验室*的研究团队以达芬奇七幅代表性画作为研究对象，发现画作上存在超乎预期的多样性的细菌、真菌和人类DNA。根据以往的研究，真菌通常会占据纸制品微生物群落的主导地位。而在达芬奇的这几幅作品中，研究者发现来自人类和昆虫的细菌在微生物中占有更大的比例，而且还有相对较高的人类DNA的污染。
 

　　在这项研究中，研究人员主要使用的分析技术是纳米孔测序技术。基因测序技术从上世纪开始发展已经更迭了三代，而纳米孔测序技术就是近几年兴起的三代测序技术的代表。与二代测序相比，纳米孔测序技术实现了单分子测序，不需要通过PCR进行信号放大，避免了PCR反应过程中引入的碱基错配；具有超长的测序读长，平均测序读长达到10~15kb，长读长40kb；通过对电信号的识别可以直接判断碱基的甲基化修饰情况。在基因组装配、表观遗传标记、转录组学及宏基因组学等领域，纳米孔测序技术已经得到了越来越广泛的应用。正是由于测序技术的发展，研究人员才得以从这些已经保存了好几个世纪的画作中检测出足够明显的数据。
 

　　研究人员认为，检测出的DNA中大部分可能来自画作完成后保管或者处理过这些画作的人。目前这些检测出的DNA还没有经过进一步分析，暂时无法确定来源。同时画作的保存地点、昆虫及其粪便等也在这些画作上留下了虽然肉眼无法分辨，但经过仪器分析之后却非常明显的痕迹。通过分析画作上存活以及已经死去的微生物样本，研究者可以从另一个角度重新解读画作保存过程中人与环境留下的信息，从而为画作的研究提供更多的细节，同时也可以作为辨别赝品的依据之一。
 

　　此外，研究人员还在画作上检测出了能够降解纸张的微生物。过往文物与艺术品的保存更注重的是温度、湿度等环境因素，以及昆虫真菌等生物。测序技术在艺术品研究领域的应用也将使微生物对艺术品保存的影响更受重视。
 

　　随着生命科学产业的迅速发展，测序技术已经在分子生物学、医学甚至考古与古生物学等领域发挥出了越来越大的作用。在新的研究中，测序技术又拓展新的应用领域。随着这一应用的进一步开发，测序技术也许能够给我们带来更多的关于艺术品的隐藏故事。
 

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