https://frosthead.com

Kuinka proteiinit auttoivat tutkijoita lukemaan vuoden 1630 ruton kuolemanrekisterin rivien välillä

Rutto oli vuosisatojen ajan ilkeä kuoleman esiintyjä kaikkialla Euroopassa. Se toi tuhoa kaupunkeihin ja maaseudun kyliin epäsäännöllisin väliajoin, ja vuosina 1629-1630 se palasi Milanoon, Italiaan. Kuvittelematon kuolemantapaus - 60 000 ihmistä 130 000 kaupungissa - leimautui italialaiseen mielikuvitukseen, ja lopulta se esitettiin Alessandro Manzonin 1800-luvun romaanissa The Betrothed .

Asiaan liittyvä sisältö

  • Rotan luut paljastavat kuinka ihmiset muuttivat saariympäristönsä

Pitkän Milanon ruttokauden aikana kirjoittajat kirjoittivat jokaisen huolellisessa kuolemarekisterissä kuolleen henkilön nimen ja iän. Nyt käy ilmi, että niillä yksityiskohtaisilla asiakirjoilla oli enemmän kuin nimiä ja päivämääriä - ne olivat myös täynnä näkymättömiä tarinoita, jotka piiloutuivat kirjallisten asiakirjojen joukossa.

Lähes 400 vuotta myöhemmin tutkijat ovat palanneet paljastamaan uusia yksityiskohtia käsikirjoitusten ympäristön olosuhteista, siitä, mitä nämä kirjanoppineet söivät, lähellä oleviin eläimiin. Kaikki löytöt tehtiin pelinmuutostekniikan ansiosta: polymeerilevyt, jotka purkavat paperista vuosisatoja vanhoja proteiineja. Heidän löytönsä, jotka julkaistiin äskettäin Journal of Proteomics -lehdessä, kuvaavat kaikkea jyrsijöiden yleisyydestä valtavaan määrään bakteereita käsikirjoitusten ympärillä - ja avaa uuden tutkimuskentän muille tärkeille historiallisille teksteille.

"Aloitimme tämän tutkimuksen muutama vuosi sitten perusajatuksesta, jonka mukaan paperit ja käsikirjoitukset imevät kirjoittajan ja proteiinin ympärillä olevia erilaisia ​​proteiineja", kertoo fyysikko Gleb Zilberstein, yksi tutkimuksen kirjoittajista. Mutta he eivät koskaan olisivat arvanneet, kuinka paljon nuo proteiinit paljastavat.

Ensimmäinen vihje siitä, että tällaisten yksityiskohtien paljastaminen saattaa olla mahdollista, tuli epätodennäköisestä lähteestä: etyylivinyyliasetaatista tehdyistä ruskeista pyöreistä polymeerilevyistä, jotka oli alun perin tarkoitettu käsikirjoituksen säilyttämiseen, Zilberstein sanoo. Hänen tiiminsä oli yrittänyt käyttää niitä haitallisten happojen poistamiseen sellunloosapohjaisesta paperista, joka sisälsi The Masterin ja Margaritan venäläisen kirjoittajan Mihail Bulgakovin 75-vuotiaita muistikirjoja.

Levyjen poistamisen jälkeen he huomasivat, että polymeerit olivat myös täynnä proteiineja, mikä saattoi tarjota runsaasti tietoa kirjoittajien ympäristöolosuhteista. Itse asiassa proteiinit voivat olla parempaa tietolähdettä kuin DNA, Zilberstein sanoo. "Useimmat esineiden biokemiallisessa karakterisoinnissa työskentelevät ihmiset käyttävät genomeja", Zilberstein sanoo. ”Se on hyvä, mutta DNA on vähemmän stabiili kuin proteiineissa olevat peptidit.” Tätä analyysityyppiä kutsutaan proteomiikkaksi, ja sitä on hienostunut vasta viime vuosina.

Milanon käsikirjoitusten avulla he jatkoivat prosessia tarkoituksenmukaisemmin, jättäen sivuilla olevat EVA-levyt 60–90 minuutiksi, jotta proteiinit voivat tarttua levyyn aiheuttamatta hajoamista paperille. Ne peptidiketjut - aminohapot, jotka on kytketty kuten Lego-lohkot - analysoitiin sitten massaspektrometriakoneella ja tunnistettiin proteiinitietokantojen avulla. Tutkijat löysivät kuolemarekisterin 11 sivulta yli 70 000 peptidisekvenssiä, jotka sisälsivät 600 erilaista proteiiniperhettä, ja samassa arkistossa olevan yhden sivun ilmoituksen.

E36FDEF9-E4A1-441C-8514-C91CABBAC1AB.JPG Julkinen ilmoitus uusista karanteenipolitiikoista, jonka tutkijat analysoivat uutta tutkimusta varten. Oikeassa alakulmassa on ruskea EVA-levy, joka vetää hapot ja proteiinit sivulta. (Gleb Zilberstein)

Vaikka peptidit saattavat olla vakaampia kuin DNA, niillä on omat haitat: niitä on myös paljon vaikeampi tunnistaa. Tutkijoiden mukaan tämä oli yksi haaste vuoden 1630 asiakirjoihin. Kuten biokemisti Kathryn Stone kirjoittaa proteomitekniikkaa koskevassa vuoden 2013 raportissa, ”Proteiinirakenne voi olla paljon heterogeenisempi kuin DNA-rakenne”, mikä vaatii tutkijoita tekemään päätelmiä siitä, mistä peptidit tulivat.

"Proteiinit ovat todellakin tietyiltä osin stabiilimpia kuin DNA, mutta niillä on vähemmän syrjivä vaikutus sekvenssitasolla. Vaikka proteiineista voi löytyä jälkiä, niiden erottaminen kontaminaatiosta on paljon vaikeampaa kuin DNA: sta", sanoi Hendrik. Poinar, McMasterin muinaisen DNA-keskuksen evoluutiobiologi, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sähköpostitse. Mutta jopa näiden varoitusten kanssa Poinar lisäsi EVA-levyanalyysiin: "Sanon: 'Mahtava alku, eteenpäin!'"

Tutkijat löysivät 312 peptidisekvenssiä, jotka vastasivat tunnettuja bakteereja. Sitten he kavensivat lukumäärän 17: ään, jotka kuuluivat Yersinia- perheeseen - Y. pestiksestä vastuussa olevat bakteerit tai bubonirutto. Mutta proteiinit eivät kuulu yksinomaan Y. pestisiin . Ne voivat kuulua myös muihin Yersinia- bakteerilajeihin, mukaan lukien sellaiset, jotka eivät ole tappavia ihmisille.

Kuten Ann Carmichael, Bloomingtonin Indianan yliopiston emeritusprofessori, joka on viettänyt akateemisen uransa tutkimalla ruton sairaushistoriaa, sanoo: "Proteiinien tunnistus on vain yhtä hyvä kuin heidän kokoamassa tietokannassa." Mutta se ei tarkoita, että hän ei ole kiinnostunut uudesta tutkimuksesta. "Se on jännittävää materiaalia ja mielestäni laboratorioissa tehdään paljon hienosäätöä", sanoo Carmichael, joka ei myöskään ollut mukana uudessa tutkimuksessa.

Carmichaelin ensimmäinen reaktio uuteen tutkimukseen oli inhoa ​​ymmärtää, että kaikki nämä hiukkaset olivat käsitellyissä käsikirjoituksissa. "Olemme kaikki käsin kirjoitettujen sivujen läpi ja olen viettänyt paljon aikaa Milanon asiakirjojen kanssa", hän sanoo. Yksi hänen kollegoistaan ​​joutui jopa hiiren sieppausten kohdalle käsikirjoituksen sivuilla, joita hän tarkisti. Sen lisäksi, että tiedettiin, että rotan proteiinien ja ihmisen proteiinien välinen suhde oli melkein yksi yksi, Carmichael piti löytöjä kiehtovina.

Teksasin yliopiston historioitsija Stefano D'Amico on samaa mieltä siitä, että uusi tekniikka voi tarjota oivalluksia, joita teksti ja sen tuotanto eivät yksin pystyneet. Erityisesti hän viittasi havaintoon, että kirjanoppineet söivät pääasiassa maissia, perunoita, kahviherneitä, riisiä ja porkkanaa ja että lampaat ja vuohet olivat jossain lazaretto-alueella, joka hoiti sairaita. (Kirjailijat arvailevat, että kyseiset tuotantoeläimet ovat saattaneet olla sijoitettu karanteeniin sijoitettuun lazarettoon ruokkimaan lapsia, joiden äidit kuolivat kattoon.)

"Kaikki tiedot näiden ihmisten ruokavaliosta, siitä, mitä he söivät tuolloin, millaisia ​​eläimiä olivat lazaretton alueella - ympäristössä, jossa nämä ihmiset toimivat - tämä on tärkeätä historioitsijoille", D'Amico sanoo.

407D0317-11DD-441D-AD87-E509566C9974.JPG Sivu ruton kuolemanrekistereistä, UVA-levy oikeassa alakulmassa. (Gleb Zilberstein)

Tietenkin itse rekistereillä on paljon sanottavaa siitä, kuinka rutto levitti italialaista yhteiskuntaa renessanssin aikana. Carmichael, joka on tarkistanut vuosisatoja ennen vuotta 1630 laadittuja asiakirjoja, hämmästyi järjestelmänvalvojien johdonmukaisuudesta, joka kirjasi näiden henkilöiden nimet ja kuolemat. ”He tulevat töihin, tekevät saman asian yhä uudestaan. Se on työläs, kiitollinen työ. Ja ainoa kerta kun et löydä näitä tietueita on, kun rutto tulee niin pahaksi, että tietueet romahtavat. Mutta he yrittävät silti tehdä sen. ”

Tarkka dokumentaatio oli silloin pyrkimystä määrätä järjestys kaoottiseen tilanteeseen. Ajatuksena oli auttaa virkamiehiä tunnistamaan, kun uudet rutto puhkeamiset olivat alkamassa, jotta he voisivat karanteenittaa kaupan kaupasta muiden kaupunkien kanssa ja aloittaa kärsivien henkilöiden pyöristäminen kuljettamaan ne leiriin tai lazarettoon, joka on valtava rakennus kaupungin ulkopuolella. joka asui jopa 9000 ihmistä sen alueella ja sen ympäristössä. Vaikka jotkut ruton koettelemat ihmiset menivät sinne vapaaehtoisesti, useimmat heidät poistettiin pakkosiirtolaisesti kaupungista heidän perheidensä ja muiden kontaktiensa kanssa.

"Sisään ollessasi olit periaatteessa vanki", D'Amico sanoo. ”Oli yksi sisäänkäynti ja sitä vartioivat sotilaat. Pääset vain ulos, jos selviitit epidemian. ”

Jatkuva kuolemanuhka sai siviilejä vahingoksi. "Nämä ovat vuosisatoja, jolloin Eurooppa siirtää maapallon ja tapahtuu kaikenlaisia ​​asioita - renessanssi, uskonpuhdistus, tieteellinen vallankumous - ja rutto on keskeytyksenä", Carmichael sanoo. "Daniel Defoe sanoi, että rutto oli näkymätön kaivos: astut siihen, ja se räjähtää ja muuttaa elämäsi."

Zilbersteinille ja tätä tekniikkaa kehittäneille keemikoille oppiminen siitä, millainen elämä oli ruton aikana, on vasta alku. EVA-levyillä voi olla mikä tahansa määrä sovelluksia historioitsijoille ja arkistohoitajille, jotka toivovat löytävänsä lisätietoja asiakirjoistaan. Esimerkiksi Zilberstein sanoo toivovansa tutkivansa Anton Tšehhovin ja Friedrich Nietzschen kaltaisten kirjoittajien alkuperäisiä kirjoituksia selvittääkseen, käyttivätkö he kirjoja kirjoittaessaan lääkkeitä vai kärsivätkö he mitään lääketieteellisiä tiloja.

On joitain huomautuksia. Eri maissa on erilainen ilmasto, ja jotkut käsikirjoitukset saattavat olla saastuneita nykyaikaisemmilla proteiineilla, riippuen siitä, miten niitä käsitellään. Mutta Zilberstein uskoo, että peptidien kitkaaminen on edelleen hedelmällinen tapa edetä kulttuuriperinnön tutkimuksessa. Kuten hän sanoo: "Voimme lukea vanhoista paperipohjaisista lähteistä peräisin olevan piilotetun tiedon."

Kuinka proteiinit auttoivat tutkijoita lukemaan vuoden 1630 ruton kuolemanrekisterin rivien välillä