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微生物測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)關鍵詞：納米孔測序閱讀量：3599

導讀：隨著現(xiàn)代分析檢測技術的發(fā)展，科學家已經(jīng)可以從那些流傳至今的藝術品中解讀出許多肉眼觀察不到的信息。這些信息在藝術品的研究、修復以及鑒別真?zhèn)沃卸及l(fā)揮了重要的作用。

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】隨著現(xiàn)代分析檢測技術的發(fā)展，科學家已經(jīng)可以從那些流傳至今的藝術品中解讀出許多肉眼觀察不到的信息。這些信息在藝術品的研究、修復以及鑒別真?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-質譜(SPME-GC-MS)技術分析揮發(fā)性有機化合物(VOC)可以研究塑料等高分子材料藝術品的降解過程與速度，從而為更好地保存這些藝術品提供依據(jù)。熱裂解氣相色-質譜(PY-GC/MS)可以快速分析文物與藝術品材料的成分，如壁畫中粘合劑和顏料，幫助修復者盡可能還原文物與藝術品的原貌?，F(xiàn)代分析檢測技術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。

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

　　來自奧地利自然資源與生命科學大學(BOKU)和意大利羅馬國家中心圖書館生物實驗室領導的研究團隊以達芬奇七幅代表性畫作為研究對象，發(fā)現(xiàn)畫作上存在超乎預期的多樣性的細菌、真菌和人類DNA。根據(jù)以往的研究，真菌通常會占據(jù)紙制品微生物群落的主導地位。而在達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菌在微生物中占有更大的比例，而且還有相對較高的人類DNA的污染。

　　在這項研究中，研究人員主要使用的分析技術是納米孔測序技術?；驕y序技術從上世紀開始發(fā)展已經(jīng)更迭了三代，而納米孔測序技術就是近幾年興起的三代測序技術的代表。與二代測序相比，納米孔測序技術實現(xiàn)了單分子測序，不需要通過PCR進行信號放大，避免了PCR反應過程中引入的堿基錯配；具有超長的測序讀長，平均測序讀長達到10~15kb，長讀長40kb；通過對電信號的識別可以直接判斷堿基的甲基化修飾情況。在基因組裝配、表觀遺傳標記、轉錄組學及宏基因組學等領域，納米孔測序技術已經(jīng)得到了越來越廣泛的應用。正是由于測序技術的發(fā)展，研究人員才得以從這些已經(jīng)保存了好幾個世紀的畫作中檢測出足夠明顯的數(shù)據(jù)。

　　研究人員認為，檢測出的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。目前這些檢測出的DNA還沒有經(jīng)過進一步分析，暫時無法確定來源。同時畫作的保存地點、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節(jié)，同時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出了能夠降解紙張的微生物。過往文物與藝術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。測序技術在藝術品研究領域的應用也將使微生物對藝術品保存的影響更受重視。

　　隨著生命科學產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，測序技術已經(jīng)在分子生物學、醫(yī)學甚至考古與古生物學等領域發(fā)揮出了越來越大的作用。在新的研究中，測序技術又拓展新的應用領域。隨著這一應用的進一步開發(fā)，測序技術也許能夠給我們帶來更多的關于藝術品的隱藏故事。

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