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微生物測(cè)序揭開傳世名畫中的生物“密碼”

2020-11-30 10:17:28來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：納米孔測(cè)序閱讀量：3720

　　【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】隨著現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家已經(jīng)可以從那些流傳至今的藝術(shù)品中解讀出許多肉眼觀察不到的信息。這些信息在藝術(shù)品的研究、修復(fù)以及鑒別真?zhèn)沃卸及l(fā)揮了重要的作用。

　　舉例來說，利用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)技術(shù)分析揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)可以研究塑料等高分子材料藝術(shù)品的降解過程與速度，從而為更好地保存這些藝術(shù)品提供依據(jù)。熱裂解氣相色-質(zhì)譜(PY-GC/MS)可以快速分析文物與藝術(shù)品材料的成分，如壁畫中粘合劑和顏料，幫助修復(fù)者盡可能還原文物與藝術(shù)品的原貌。現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)還可以通過分析樣品的年代、材料成分和來源、制造工藝等信息鑒別出贗品。

　　一般對(duì)于藝術(shù)品的分析檢測(cè)都聚焦于其材料本身的成分，而在近期的一項(xiàng)研究中科學(xué)家從微生物角度出發(fā)，為藝術(shù)品研究開拓了一個(gè)新的方向。這項(xiàng)研究發(fā)表在《Frontiers in Microbiology(微生物學(xué)前沿)》上。

　　來自奧地利自然資源與生命科學(xué)大學(xué)(BOKU)和意大利羅馬國家中心圖書館生物實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)以達(dá)芬奇七幅代表性畫作為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)畫作上存在超乎預(yù)期的多樣性的細(xì)菌、真菌和人類DNA。根據(jù)以往的研究，真菌通常會(huì)占據(jù)紙制品微生物群落的主導(dǎo)地位。而在達(dá)芬奇的這幾幅作品中，研究者發(fā)現(xiàn)來自人類和昆蟲的細(xì)菌在微生物中占有更大的比例，而且還有相對(duì)較高的人類DNA的污染。

　　在這項(xiàng)研究中，研究人員主要使用的分析技術(shù)是納米孔測(cè)序技術(shù)?；驕y(cè)序技術(shù)從上世紀(jì)開始發(fā)展已經(jīng)更迭了三代，而納米孔測(cè)序技術(shù)就是近幾年興起的三代測(cè)序技術(shù)的代表。與二代測(cè)序相比，納米孔測(cè)序技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單分子測(cè)序，不需要通過PCR進(jìn)行信號(hào)放大，避免了PCR反應(yīng)過程中引入的堿基錯(cuò)配；具有超長的測(cè)序讀長，平均測(cè)序讀長達(dá)到10~15kb，長讀長40kb；通過對(duì)電信號(hào)的識(shí)別可以直接判斷堿基的甲基化修飾情況。在基因組裝配、表觀遺傳標(biāo)記、轉(zhuǎn)錄組學(xué)及宏基因組學(xué)等領(lǐng)域，納米孔測(cè)序技術(shù)已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。正是由于測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，研究人員才得以從這些已經(jīng)保存了好幾個(gè)世紀(jì)的畫作中檢測(cè)出足夠明顯的數(shù)據(jù)。

　　研究人員認(rèn)為，檢測(cè)出的DNA中大部分可能來自畫作完成后保管或者處理過這些畫作的人。目前這些檢測(cè)出的DNA還沒有經(jīng)過進(jìn)一步分析，暫時(shí)無法確定來源。同時(shí)畫作的保存地點(diǎn)、昆蟲及其糞便等也在這些畫作上留下了雖然肉眼無法分辨，但經(jīng)過儀器分析之后卻非常明顯的痕跡。通過分析畫作上存活以及已經(jīng)死去的微生物樣本，研究者可以從另一個(gè)角度重新解讀畫作保存過程中人與環(huán)境留下的信息，從而為畫作的研究提供更多的細(xì)節(jié)，同時(shí)也可以作為辨別贗品的依據(jù)之一。

　　此外，研究人員還在畫作上檢測(cè)出了能夠降解紙張的微生物。過往文物與藝術(shù)品的保存更注重的是溫度、濕度等環(huán)境因素，以及昆蟲真菌等生物。測(cè)序技術(shù)在藝術(shù)品研究領(lǐng)域的應(yīng)用也將使微生物對(duì)藝術(shù)品保存的影響更受重視。

　　隨著生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，測(cè)序技術(shù)已經(jīng)在分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)甚至考古與古生物學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮出了越來越大的作用。在新的研究中，測(cè)序技術(shù)又拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著這一應(yīng)用的進(jìn)一步開發(fā)，測(cè)序技術(shù)也許能夠給我們帶來更多的關(guān)于藝術(shù)品的隱藏故事。

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