https://frosthead.com

Jak proteiny pomohly vědcům číst mezi řádky registru moru smrti z roku 1630

Po celá staletí byl mor v celé Evropě začarovaným předzvěstí smrti. V nepravidelných intervalech přinesla devastaci městům a venkovským vesnicím a v letech 1629 až 1630 vystupovala na italském Miláně. Nepředstavitelný počet obětí - 60 000 lidí ve městě s 130 000 - se vtiskl do italské představivosti a nakonec se objevil v románu Alessandra Manzoniho z 19. století The Betrothed .

Související obsah

  • Kosti potkanů ​​odhalují, jak lidé transformovali své ostrovní prostředí

Během dlouhé morové morové sezóny zaznamenali písaři jména a věky každého jednotlivce, který zahynul v pečlivých registrech smrti. Nyní se ukázalo, že tyto podrobné dokumenty obsahují více než jména a data - byly také plné neviditelných příběhů skrývajících se mezi písemnými záznamy.

Téměř o 400 let později se vědci vrátili, aby odkryli nové podrobnosti o okolních podmínkách kolem rukopisů, z toho, co tito zákonníci jedli zvířatům drženým poblíž. Objevy byly díky technologii měnící hru: polymerové disky, které extrahují staleté proteiny z papíru. Jejich nálezy, nedávno zveřejněné v časopise Journal of Proteomics, podrobně popisují vše od prevalence hlodavců po obrovské množství bakterií v okolí rukopisů - a otevírají novou cestu výzkumu pro další klíčové historické texty.

"Tento výzkum jsme zahájili před několika lety ze základní myšlenky, že papíry a rukopisy absorbují různé proteiny od spisovatele a prostředí kolem příspěvku, " říká fyzik Gleb Zilberstein, jeden z autorů studie. Nikdy by však nehádali, kolik těchto bílkovin odhalí.

První vodítko, že odhalení takových detailů by bylo možné, pocházelo z nepravděpodobného zdroje: hnědé, kruhové polymerní disky vyrobené z ethylvinylacetátu, původně určené pro zachování rukopisu, říká Zilberstein. Jeho tým se je pokusil použít k odstranění škodlivých kyselin v papíru na bázi celulózy u 75letých notebooků Michail Bulgakov, ruského autora Mistra a Margarity .

Po vyjmutí disků zjistili, že polymery byly také plné proteinů, což mohlo poskytnout bohatá data o podmínkách autorova prostředí. Ve skutečnosti proteiny mohou být lepším zdrojem takových dat než DNA, říká Zilberstein. "Většina lidí, kteří pracují v biochemické charakterizaci artefaktů, používá genomy, " říká Zilberstein. "Je to dobré, ale DNA je méně stabilní než peptidy v proteinech." Tento typ analýzy se nazývá proteomika a byla vylepšena pouze v posledních několika letech.

Pomocí milánských rukopisů šli tento proces cíleněji a ponechali disky EVA na stránkách po dobu 60 až 90 minut, aby proteiny mohly přilnout k disku, aniž by způsobily jakoukoli degradaci papíru. Tyto peptidové řetězce - aminokyseliny spojené jako Lego bloky - byly poté analyzovány na hmotnostním spektrometru a identifikovány pomocí proteinových databází. Vědci načtili více než 70 000 peptidových sekvencí obsahujících 600 různých proteinových rodin z 11 stránek registru smrti a jednostránkové oznámení uložené ve stejném archivu.

E36FDEF9-E4A1-441C-8514-C91CABBAC1AB.JPG Veřejné oznámení o nových karanténních politikách, které vědci analyzovali pro novou studii. V pravém dolním rohu je hnědý disk EVA, který ze stránky stahuje kyseliny a proteiny. (Gleb Zilberstein)

Zatímco peptidy mohou být stabilnější než DNA, přicházejí s vlastními nepříjemnostmi: je také mnohem těžší je identifikovat. Podle vědců to byla jedna výzva s dokumenty z roku 1630. Jak uvádí biochemik Kathryn Stone ve zprávě o proteomické technologii z roku 2013, „Struktura proteinu může být mnohem heterogennější než struktura DNA“, což vyžaduje, aby vědci učinili závěry o tom, odkud peptidy pocházejí.

"Proteiny jsou v jistých ohledech stabilnější než DNA, ale mají menší diskriminační sílu na sekvenční úrovni. I když můžete najít stopy proteinů, je odlišení od kontaminace mnohem těžší než u DNA, " řekl Hendrik Poinar, evoluční biolog v McMaster Ancient DNA Center, který se nezúčastnil výzkumu, e-mailem. Ale i s těmito námitkami Poinar přidal analýzu disku EVA: „Říkám:„ Skvělý start, dále! ““

Vědci našli 312 peptidových sekvencí, které odpovídají známým bakteriím. Pak zúžili toto číslo na 17, které spadaly do rodiny Yersinia - bakterie zodpovědné za Y. pestis nebo bubonický mor. Ale proteiny nepatří výhradně k Y. pestis . Mohli by také patřit k jiným druhům bakterií Yersinia, včetně těch, které nejsou pro člověka smrtelné.

Jako Ann Carmichael, emeritní profesor historie na Indiana University v Bloomingtonu, který strávil svou akademickou kariéru zkoumáním lékařské historie moru, uvádí: „Identifikace proteinů je pouze tak dobrá jako databáze, kterou sestavili.“ Ale to neznamená, že ji nový výzkum nezajímá. "Je to vzrušující materiál a myslím si, že v laboratořích bude hodně rafinace, " říká Carmichael, který se do nové studie také nezúčastnil.

Carmichael první reakcí na novou studii bylo znechucení uvědomit si, že všechny tyto částice byly v rukopisech, se kterými se vypořádala. "Všichni jsme prošli stránkami rukopisů a trávil jsem hodně času s milánskými dokumenty, " říká. Jedna z jejích kolegů dokonce narazila na trusky myši na stránkách rukopisu, který zkoumala. Carmichael zjistil, že objevy jsou fascinující, kromě toho, že věděl, že poměr krysích proteinů k lidským proteinům byl téměř jeden ku jednomu.

Historik University of Texas Stefano D'Amico souhlasí s tím, že nová technika může poskytnout poznatky, které samotný text a jeho výroba nemohly. Konkrétně poukázal na zjištění, že zákoníci jedli hlavně kukuřici, brambory, cizrnu, rýži a mrkev a že ovce a kozy byly někde v lazaretu, kde byli ubytováni nemocní. (Autoři spekulují, že tato hospodářská zvířata mohla být umístěna v karanténním lazaretu, aby krmila děti, jejichž matky zemřely na mor.)

"Všechny informace o stravě těchto lidí, o tom, co v té době jedli, o jakých zvířatech se jednalo v oblasti lazaretu - prostředí, ve kterém tito lidé působili - to je pro historiky důležité, " D'Amico říká.

407D0317-11DD-441D-AD87-E509566C9974.JPG Stránka z morových registrů, s diskem UVA vpravo dole. (Gleb Zilberstein)

Samotné rejstříky samozřejmě mají hodně co říci o tom, jak mor v italské společnosti během renesance vzkřísil. Carmichael, který prohlížel dokumenty ze století před rokem 1630, byl zasažen důsledností správců zaznamenávajících jména a úmrtí těchto jednotlivců. "Ukazují se do práce, dělají to samé znovu a znovu." Je to nudná, nevděčná práce. A jediný čas, kdy tyto záznamy nenajdete, je situace, kdy se mor dostane tak špatně, že se vedení záznamů zhroutí. Ale pořád se to snaží. “

Tato náročná dokumentace byla tedy snahou o vynucení řádu v chaotické situaci. Záměrem bylo pomoci úředníkům identifikovat, kdy začínají nová ohniska moru, aby mohli město karantény obchodovat s jinými městy, a začít zaokrouhlovat postižené jedince, aby je dopravili do táborů nebo lazaret, což je obrovská struktura mimo město. kde sídlilo až 9 000 lidí v jeho okolí. Zatímco tam někteří lidé trpící morem šli dobrovolně, většina byla násilně odstraněna z města spolu se svými rodinami a dalšími kontakty.

"Jakmile jsi byl uvnitř, byl jsi v podstatě vězeň, " říká D'Amico. "Byl tam jeden vchod a střežili ho vojáci." Mohli byste se dostat ven, pouze pokud jste epidemii přežili. “

Být neustále ohrožován smrtí si vybíral civilní daň. "Jsou to staletí, kdy Evropa kolonizuje svět a dochází k nejrůznějším věcem - renesanci, reformaci, vědecké revoluci - a mor je přerušení, " říká Carmichael. "Daniel Defoe řekl, že mor byl neviditelný důl: šlápněte na to a vyhodí vás do povětří a změní váš život."

Pro Zilbersteina a lékárníky, kteří tuto technologii vyvinuli, se dozvědět více o tom, jaký byl život v moru, je jen začátek. Disky EVA mohou mít libovolný počet aplikací pro historiky a archiváře, kteří doufají, že odhalí více informací o svých dokumentech. Například Zilberstein říká, že doufají, že prozkoumají původní články spisovatelů, jako jsou Anton Čekhov a Friedrich Nietzsche, aby zjistili, zda v době psaní knih používali nějaké léky nebo trpěli nějakým zdravotním stavem.

Existují určité námitky. Různé země mají různé podnebí a některé rukopisy mohou být kontaminovány modernějšími proteiny, v závislosti na tom, jak se s nimi zachází. Ale Zilberstein věří, že vytrhávání peptidů je stále plodnou cestou vpřed ve výzkumu kulturního dědictví. Jak říká: „Můžeme číst skrytá data ze starých zdrojů papírových informací.“

Jak proteiny pomohly vědcům číst mezi řádky registru moru smrti z roku 1630