Подобные исследования развиваются на основе достижений двух научных дисциплин — геномики и протеомики. Геномика изучает геномы и гены, а протеомика — совокупность белков какой-либо ткани или организма. При этом если генетический материал способен сохраняться на протяжении сотен, в лучшем случае тысяч лет, то белки, поскольку они намного прочнее ДНК, позволяют заглянуть в совсем уж далекое прошлое — на миллионы лет назад. Поскольку именно в музеях всего мира собрано огромное количество образцов разной степени древности, специалисты по геномике и протеомике нередко работают именно там.
Так, благодаря протеомике ученым удалось узнать, какого цвета было оперение динозавров. Или отправиться не так далеко в прошлое и выяснить, где делали древнейший сыр (кстати, в нем нашлись опасные для здоровья бактерии). Или, заглянув буквально во вчерашний день, определить состав связующего вещества в красках на одном из полотен Эдварда Мунка (в основном это были яичные белок и желток).
Исследования протеома стали возможны благодаря развитию и удешевлению методов определения белков. Сейчас для анализа белков часто используют метод «снизу вверх» (bottom-up). Неизвестные белки с помощью ферментов протеаз расщепляют на фрагменты длиной 500-2500 аминокислот (пептиды такой длины удобно анализировать с помощью масс-спектрометрии) и анализируют с помощью хроматографии, совмещенной с масс-спектрометрией.
Хроматография позволяет разделить белки по весу. А с помощью масс-спектрометрии можно определить отношение массы к заряду ионов белка или пептида. Полученные масс-спектры сравнивают с известными значениями из баз данных и определяют, какой это белок.
Особенный интерес эти исследования приобретают при работе с историческими артефактами, когда речь заходит о биологических «следах», оставленных конкретными индивидами на различных музейных экспонатах.
«Пыль клочьями»
По словам Майкла Уитмора, директора Шекспировской библиотеки Фолджера, проект Dustbunny (буквально «клок пыли») начался с приезда в Вашингтон Тури Кинг, ученого-генетика из Кембриджа, занимавшейся идентификацией останков английского короля Ричарда III, обнаруженных в 2012 году под автостоянкой в Лестере. Для того чтобы убедиться в подлинности костей, выделенную из них ДНК сравнили с ДНК одного из современных потомков бывшего монарха.
Ричард III — герой одной из самых известных пьес Уильяма Шекспира, поэтому сотрудники библиотеки Фолджера, крупнейшего центра по изучению шекспировского наследия на территории США, с энтузиазмом отнеслись к рассказу о том, как генетики могут помочь историкам, в частности историкам литературы, в исследовании прошлого. (Анализ останков Ричарда III подтвердил историческую правоту ряда сообщений Шекспира — и о сильно искривленной спине английского короля, и о том, что в битве под Босуортом в августе 1485 года он погиб, сражаясь в пешем строю.)
Именно тогда и возникла идея получить более легкий доступ к биологическому материалу людей, живших в Англии четыреста и более лет назад. Фолджеровская библиотека — вместилище множества раритетов шекспировского времени: книг, рукописей, бумажных документов. Современные ученые привыкли видеть в них прежде всего источник литературной информации. Но ведь это все артефакты, способные служить настоящим биоархивом.
Когда-то над этими рукописями и книгами часами сидели их создатели и первые читатели, касавшиеся их руками, оставлявшие на них частицы кожи и волосы. Впоследствии те же книги хранились в прохладных помещениях веками, подчас больше никем не тревожимые. По словам Уитмора, его сотрудники регулярно просматривают старые издания, следят за их состоянием и при необходимости проводят восстановительные работы. И на всех этих этапах из книг и рукописей сыплется пыль. Прежде ее просто сдували, теперь стало ясно, что она представляет собой ценный материал для анализа.
Первой на анализ отдали пыль, собранную в складках страниц Библии, изданной четыреста лет назад. Ответ пришел одиннадцать месяцев спустя. Генетикам удалось обнаружить в образцах митохондриальную ДНК двух человек и определить их гаплотип. Это, в свою очередь, позволило ученым установить место их рождения. С высокой вероятностью, оба оказались выходцами из Северной Европы.
Более того, в образцах пыли были найдены бактерии, позволившие предположить, что эти двое страдали от угрей на коже.
Это открытие поставило перед учеными вопрос о возможности идентификации личности тех, кто оставил свои биологические «следы» на страницах старинных книг. Разумеется, сотрудники Шекспировской библиотеки Фолджера прежде всего думали о Шекспире. Как известно, рукописи Шекспира не дошли до нашего времени, но сохранилось несколько документов, на которых стоит его подпись.
В частности, в собрании фолджеровской библиотеки хранится документ 1602 года — окончательное соглашение о переходе прав на Нью-Плейс. Так назывался один из лучших домов в Стратфорде-на-Эйвоне, приобретенный Шекспиром еще в 1597 году. В силу ряда обстоятельств, купчую пришлось подтвердить пятью годами позже и она какое-то время хранилась в архиве семьи Шекспиров.
