Une nouvelle prépublication révèle comment le prélèvement d’œuvres d’art inestimables révèle des siècles d’histoire biologique, tout en montrant pourquoi les indices génétiques sur des artistes célèbres restent intrigants mais peu concluants.
Étude : Signatures biologiques de l'histoire : examen de biomes composites et analyse du chromosome Y à partir d'artefacts culturels associés à Da Vinci. Crédit image : Corona Borealis Studio/Shutterstock.com
*Avis important : bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.
Dans une récente étude pré-imprimée publiée sur le bioRxiv serveur, les chercheurs ont évalué si l'acide désoxyribonucléique mini-invasif (ADN) l'échantillonnage peut récupérer des signaux biologiques et paternels significatifs à partir d'artefacts culturels de l'ère de la Renaissance.
Sommaire
Comment des siècles de manipulation laissent des traces biologiques
Les objets du patrimoine culturel sont manipulés, stockés, conservés et transportés au fil des générations, permettant au matériel biologique provenant de nombreux individus différents au fil des siècles de s'accumuler à leur surface. Avancées dans le séquençage de nouvelle génération (NGS) permettent désormais aux chercheurs d'analyser ces résidus microscopiques sans endommager des artefacts irremplaçables. De telles analyses peuvent aider les restaurateurs à suivre la biodétérioration et à explorer le contexte historique.
Cependant, dérivé de la surface ADN est très limité, fragmenté et vulnérable à la contamination moderne, ce qui rend l'interprétation difficile. Déterminer quels signaux sont authentiques et quels signaux sont accessoires reste un défi majeur. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer les méthodes d’inférence historique tenant compte de la contamination.
Nettoyer les œuvres de la Renaissance sans les abîmer
L'étude a échantillonné des artefacts culturels, notamment un dessin de la Renaissance attribué à Léonard de Vinci appelé Le Saint Enfantdes lettres d'archives de son ancêtre Frosino di Ser Giovanni da Vinci et des œuvres de comparaison de Filippino Lippi, Andrea Sacchi et Charles Joseph Flipart, utilisant des techniques mini-invasives de double écouvillon.
En fonction des limites de conservation, un écouvillonnage humide-sec ou sec-sec a été utilisé pour collecter le matériel biologique des surfaces. Des écouvillons buccaux provenant de volontaires masculins et féminins contemporains, ainsi que des écouvillons environnementaux, ont servi de contrôles.
ADN l'extraction a eu lieu dans une réaction en chaîne par polymérase (RAP) salle blanche à l’aide d’un kit médico-légal à base de billes magnétiques. Le ADN a été quantifié à l’aide de méthodes spectrophotométriques et fluorométriques.
Les chercheurs ont préparé des bibliothèques de séquençage du métagénome entier directement à partir des ADN sans hôte ADN épuisement et les ont séquencés sur une plateforme Illumina NovaSeq X Plus (2 × 150 pb). Les lectures ont été assemblées, filtrées et classées à l’aide de processus bioinformatiques standardisés conçus pour du matériel à très faible apport.
Pour l’analyse génétique humaine, les lectures de séquençage ont été comparées à un génome humain complet de référence comprenant le chromosome Y. Des marqueurs du chromosome Y phylogénétiquement informatifs ont été examinés pour évaluer la faisabilité de la lignée paternelle. Répétition partielle en tandem courte du chromosome Y (Y-STR) le profilage a été effectué sur des échantillons sélectionnés pour soutenir l'inférence de lignée, tout en tenant compte des contributions mixtes.
Faibles rendements d’ADN mais signatures biologiques riches
Le ADN les rendements de tous les artefacts échantillonnés étaient faibles, reflétant les défis attendus des matériaux dérivés de la surface.
Néanmoins, le séquençage a révélé un large éventail de signatures biologiques, notamment des bactéries, des champignons, des plantes, des animaux et des virus. Bactérien ADN constituait la majorité des lectures classifiées, avec des taxons communs associés à la peau comme Cutibactérie acnéssoulignant l’influence significative de la manipulation humaine.
Les taxons fongiques comprenaient des organismes fréquemment trouvés sur le papier et les matériaux en bois, dont certains sont connus pour contribuer à la biodétérioration, renforçant la valeur de ces analyses pour le suivi de la conservation. Usine ADN les missions variaient selon les objets et incluaient des espèces correspondant à la poussière environnementale, à la production de papier et aux matériaux de conservation. Bien que certaines espèces puissent être liées aux contextes européens de la Renaissance, ces résultats ont été interprétés avec prudence puisque les plantes ADN peut provenir de nombreuses sources non historiques.
Les séquences virales étaient principalement constituées de bactériophages et de virus associés à l’homme, ce qui indique encore une fois que le contact moderne est un facteur clé.
Notamment, les affectations de bas niveau aux agents pathogènestel que Plasmodium espèces, ont été détectées dans une lettre d’archives ; cependant, les auteurs ont souligné que de tels résultats nécessitent une validation ciblée et doivent être interprétés avec une prudence particulière. étant donné l'instabilité de la classification taxonomique dans les ensembles de données métagénomiques à faible biomasse.
Des analyses multivariées de profils microbiens et eucaryotes combinés ont révélé des différences constantes entre les artefacts, suggérant que chaque objet possède un « biome » composite distinct.
Ces différences proviennent probablement de variations dans le substrat, l’historique de stockage, le traitement de conservation et la manipulation, plutôt que d’événements historiques uniques.
Les échantillons de contrôle ont mis en évidence la facilité avec laquelle l'ADN de surface à faible biomasse peut être influencé par la contamination et les choix analytiques modernes, limitant ainsi la force de l'inférence historique spécifique à un objet et soulignant la nécessité d'une interprétation prudente et consciente de la contamination.
Humain ADN était détectable à de faibles niveaux dans plusieurs échantillons, permettant une analyse exploratoire des marqueurs génétiques spécifiques aux hommes. Les lectures du chromosome Y étaient rares, mais un sous-ensemble d'artefacts liés à Leonardo soutenait systématiquement les affectations au sein des haplogroupes plus larges E1b1 et E1b1b. Ces lignées sont courantes dans les populations méditerranéennes, y compris dans certaines parties de l'Italie, ce qui en fait une preuve historiquement plausible mais non concluante de la paternité.
Les échantillons de contrôle contenaient également des haplogroupes apparentés, indiquant des contributions mitigées de la part des gestionnaires modernes et renforçant cette surface. ADN reflète un contact cumulatif plutôt qu’un seul individu historique.
Partiel Y-STR le profilage a démontré la faisabilité, avec plusieurs artefacts donnant des profils incomplets mais interprétables. Estimation d'un haplogroupe bayésien basée sur Y-STR les valeurs ont montré une probabilité a posteriori élevée pour E1b1b dans le Saint Enfant dessin, tandis que les lettres d'archives montraient un soutien partagé entre E1b1b et I1.
Une œuvre de comparaison réalisée par Andrea Sacchi présentait également une forte probabilité pour E1b1b. Ces modèles compliquent les efforts visant à associer de manière unique le signal à Léonard lui-même, en particulier parce que le modèle bayésien Y-STR l'affectation devient moins fiable à mesure que la couverture du lieu diminue. De multiples allèles à certains locus ont confirmé que les ADN représente des mélanges plutôt que des individus isolés.
Dans l’ensemble, les résultats mettent en évidence à la fois le potentiel et les limites strictes de l’extraction d’informations génétiques historiques à partir d’objets du patrimoine culturel.
Une voie prudente pour la génomique de l’art
Peu invasif ADN l’échantillonnage combiné à un séquençage métagénomique à faible apport peut récupérer des profils biologiques riches et multidomaines à partir d’artefacts culturels de la Renaissance. Il est préférable de considérer ces profils comme des enregistrements composites façonnés par les matériaux, les environnements, l’histoire de la conservation et le contact humain au fil du temps.
Alors que les analyses préliminaires du chromosome Y suggèrent un potentiel de détection de signaux de lignée paternelle partagée, les affectations bayésiennes hétérogènes, la couverture limitée et la contamination entravent l'attribution historique définitive. Pour les restaurateurs, cette méthode offre des outils pratiques pour surveiller l’état des artefacts et l’historique de leur manipulation. Pour les historiens, cela souligne la nécessité d’être prudent lors de l’interprétation des données moléculaires dérivées de la surface des objets plutôt que des restes biologiques.
Les études futures devraient intégrer des artefacts supplémentaires, reproduire les résultats et inclure des méthodes moléculaires complémentaires pour tirer des conclusions plus solides.
Téléchargez votre copie PDF maintenant !
*Avis important : bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ni être traités comme des informations établies.
