Метагеном «Святого младенца». Авторство наброска, приписываемого Леонардо да Винчи, проверили с помощью анализа ДНК

Объекты культурного наследия, включая рисунки, рукописи и архивные переписки, со временем могут накапливать ДНК различного происхождения — микробную, экологическую, человеческую. Хрупкость и уникальность этих культурных объектов ставит серьезные ограничения к отбору проб — он должен быть бережным и минимально инвазивным. Однако как много информации можно извлечь при таких ограничениях? Ответить на этот вопрос попыталась международная группа ученых, проанализировавшая историческую ДНК «Святого младенца» — наброска, автором которого предположительно является Леонардо да Винчи. 

Исследование провели участники проекта Leonardo da Vinci DNA Project (LDVP). Разрабатывая метод, они опирались на то, что ДНК, собранная с объектов культурного наследия, обычно представлена в малом количестве и может быть повреждена. Кроме того, мазки с поверхности подвержены загрязнению генетическим материалом лиц, контактировавших с предметом, и ДНК из окружающей среды. 

Ученые выбрали несколько исторических объектов, так или иначе связанных с Леонардо да Винчи. В их числе переписки Фрозино ди сер Джованни да Винчи, предка знаменитого художника, и работы других мастеров различных европейских школ — это Филиппино Липпи (Италия), Андреа Сакки (Испания), Шарль Жозеф Флипар (Франция). Среди предметов культурного наследия также была работа, авторство которой остается спорным — приписываемый Леонардо да Винчи набросок «Святой младенец», выполненный сангиной и датируемый 1472–1476 гг. 

 

Авторы намеренно ограничились малоинвазивными методами отбора проб, позволяющими собрать лишь малые количества биоматериала. Они использовали метод парного мазка (влажный/сухой или сухой/сухой в зависимости от хрупкости объекта — второй вариант, более щадящий, применяли, например, для извлечения ДНК из архивного письма, датируемого приблизительно 1400 годом). Предварительной очистки от контаминирующей ДНК исследователи не проводили, направляя собранные образцы сразу на подготовку библиотек для секвенирования на платформе Illumina. 

Картирование метагеномных прочтений выявило широкий спектр таксонов, представителям которых принадлежали последовательности ДНК в исследуемых образцах. Среди растений авторы выделяют апельсиновое дерево (Citrus sinensis) — образцы, собранные с работы «Святой младенец», оказались обогащены ДНК этого вида. ДНК растений на произведениях искусства может иметь различные источники — окружающая пыльца, художественные материалы растительного происхождения и т.д., — поэтому ученые не спешат интерпретировать эту находку как одно из доказательств исторического происхождения. 

Анализ обнаруженной человеческой ДНК — намного более прямой способ охарактеризовать историческое происхождение предмета искусства — и авторы, наконец, перешли к этому этапу. В качестве контрольных образцов, которые позволят оценить контаминацию, они добавили несколько коммерчески доступных произведений искусства того же исторического периода, мазки с рамы «Святого младенца», а также с эпителия нескольких человек и из помещений, где хранились образцы. 

Отследить происхождение (а следовательно, возможное авторство) работы ученые попытались по Y-гаплогруппе — они проанализировали панель из 90 тысяч филогенетических маркеров Y-хромосомы. Достаточного покрытия удалось добиться только в 5 из 16 образцов, однако выявленные особенности оказались воспроизводимы. 

Наиболее достоверные Y-гаплогруппы из образцов, отнесенных к «связанным с Леонардо да Винчи» (то есть мазкам с приписываемого ему наброска и с архивных писем), принадлежали к кладе E1b1/E1b1b. Эта клада распространена по всему Средиземноморью, в частности в центральной и южной Италии, включая Тоскану, и ее наличие само по себе не позволяет однозначно отличить историческую ДНК от контаминантов. Один из образцов со «Святого младенца» авторы отнесли к более узкой кладе E1b1b1b-M81, которая сегодня достигает наибольшей частоты в Северной Африке, а за ее пределами сравнительно редко встречается в Сицилии и некоторых других регионах южной Европы. 

Результаты профилирования коротких тандемных повторов (Y-STR) согласуются с этим обнаружением. Это говорит о наличии общего Y-хромосомного сигнала, который объединяет «Святого младенца» с другими артефактами, достоверно связанными с да Винчи. Однако, подчеркивают ученые, для окончательного вывода требуется анализ большего количества исторических объектов, таких как записные книжки или эскизы. 

Работа, препринт которой опубликован на bioRxiv, демонстрирует возможности и ограничения описанного метода. Парные мазки — минимально инвазивный метод отбора проб — в сочетании с низкопроизводительным метагеномным секвенированием позволяют извлечь достаточно много информации из объектов культурного наследия. Однако анализ контрольных образцов также указывает на вклад контаминации более современной ДНК, которая способна сильно исказить результаты анализа. В целом сочетание метагеномики и анализа ДНК-маркеров — ценный инструмент для историко-культурных исследований, и авторы рассчитывают, что он поможет уточнить происхождение и историю уникальных объектов культурного наследия. 

Секвенирован геном Людвига ван Бетховена