Eeuwenlang was de pest een vicieuze voorbode van de dood in heel Europa. Het bracht steden en plattelandsdorpen met onregelmatige tussenpozen tot verwoesting en van 1629 tot 1630 landde het op Milaan, Italië. Het onvoorstelbare dodental - 60.000 mensen in een stad van 130.000 - drukte zich op de Italiaanse verbeelding en kwam uiteindelijk te staan in de 19de-eeuwse roman van Alessandro Manzoni, The Betrothed .
gerelateerde inhoud
- Rattenbeenderen onthullen hoe mensen hun eilandomgevingen transformeerden
Tijdens het lange pestseizoen in Milaan noteerden de schrijvers de namen en leeftijden van elke persoon die omkwam in nauwgezette overlijdensregisters. Nu blijken die gedetailleerde documenten meer te bevatten dan namen en datums - ze zaten ook vol met onzichtbare verhalen die verborgen lagen tussen de geschreven archieven.
Bijna 400 jaar later zijn wetenschappers teruggekeerd om nieuwe details te onthullen over de omgevingscondities rond de manuscripten, van wat die schriftgeleerden aan het eten waren tot de dieren in de buurt. De ontdekkingen waren allemaal te danken aan een baanbrekende technologie: polymere schijven die eeuwenoude eiwitten uit het papier halen. Hun bevindingen, onlangs gepubliceerd in het Journal of Proteomics, beschrijven alles, van de prevalentie van knaagdieren tot de enorme hoeveelheid bacteriën rondom de manuscripten - en openen een nieuwe onderzoeksweg naar andere cruciale historische teksten.
"We zijn dit onderzoek een paar jaar geleden begonnen vanuit een basisidee, dat papieren en manuscripten verschillende eiwitten van de schrijver en de omgeving rondom het papier absorberen, " zegt natuurkundige Gleb Zilberstein, een van de auteurs van de studie. Maar ze zouden nooit hebben geraden hoeveel die eiwitten zouden onthullen.
De eerste aanwijzing dat het blootleggen van dergelijke details mogelijk zou kunnen zijn, kwam van een onwaarschijnlijke bron: bruine, ronde polymere schijven gemaakt van ethylvinylacetaat, oorspronkelijk bedoeld voor conservering van manuscripten, zegt Zilberstein. Zijn team had geprobeerd ze te gebruiken om schadelijke zuren te verwijderen in het op cellulose gebaseerde papier van de 75-jarige notebooks van Michail Boelgakov, de Russische auteur van De meester en Margarita .
Bij het verwijderen van de schijven ontdekten ze dat de polymeren ook vol eiwitten zaten, die rijke gegevens over de omgevingscondities van de auteurs konden opleveren. In feite kunnen eiwitten een betere bron van dergelijke gegevens zijn dan DNA, zegt Zilberstein. "De meeste mensen die werken in de biochemische karakterisering van artefacten gebruiken genomen", zegt Zilberstein. "Het is goed, maar DNA is minder stabiel dan de peptiden in eiwitten." Dit type analyse wordt proteomics genoemd en is pas in de afgelopen jaren verfijnd.
Met de Milanese manuscripten gingen ze doelgerichter door het proces, waarbij de EVA-schijven 60 tot 90 minuten op de pagina's bleven zodat eiwitten aan de schijf konden hechten zonder het papier te beschadigen. Die peptideketens - aminozuren gekoppeld zoals Lego-blokken - werden vervolgens geanalyseerd in een massaspectrometrie-machine en geïdentificeerd met behulp van eiwitdatabases. De onderzoekers haalden meer dan 70.000 peptidesequenties van 600 verschillende eiwitfamilies uit de 11 pagina's van het overlijdensregister, en een kennisgeving van één pagina werd in hetzelfde archief bewaard.
Een openbare kennisgeving over nieuw quarantainebeleid die onderzoekers voor het nieuwe onderzoek hebben geanalyseerd. Een bruine EVA-schijf, die zuren en eiwitten van de pagina haalt, bevindt zich in de rechteronderhoek. (Gleb Zilberstein) Hoewel peptiden misschien stabieler zijn dan DNA, hebben ze hun eigen ongemakken: ze zijn ook veel moeilijker te identificeren. Dit was een uitdaging met de 1630-documenten, zeggen de onderzoekers. Zoals biochemicus Kathryn Stone schrijft in een rapport uit 2013 over proteomics-technologie, "kan de eiwitstructuur veel heterogener zijn dan de DNA-structuur, " waarvoor onderzoekers conclusies moeten trekken over waar de peptiden vandaan kwamen.
"Eiwitten zijn inderdaad op sommige manieren stabieler dan DNA, maar hebben minder discriminerend vermogen op het sequentieniveau. Ook, hoewel je sporen van eiwitten kunt vinden, is het veel moeilijker om ze van besmetting te onderscheiden dan van DNA, " zei Hendrik Poinar, een evolutiebioloog bij het McMaster Ancient DNA Center die niet per e-mail bij het onderzoek was betrokken. Maar zelfs met die kanttekeningen, voegde Poinar aan de EVA-schijfanalyse toe: "Ik zeg: 'Geweldig begin, verder!'"
De onderzoekers vonden 312 peptidesequenties die overeenkwamen met bekende bacteriën. Vervolgens verminderden ze dat aantal tot 17 die vielen in de Yersinia- familie - de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor Y. pestis of de builenpest. Maar de eiwitten behoren niet exclusief toe aan Y. pestis . Ze kunnen ook behoren tot andere soorten Yersinia- bacteriën, waaronder enkele die niet dodelijk zijn voor mensen.
Zoals Ann Carmichael, emeritus hoogleraar geschiedenis aan de Indiana University in Bloomington, die haar academische carrière heeft besteed aan het onderzoeken van de medische geschiedenis van de pest, stelt: "De identificatie van de eiwitten is slechts zo goed als de database die ze hebben samengesteld." Maar dat betekent niet dat ze niet geïntrigeerd is door het nieuwe onderzoek. "Het is opwindend materiaal en ik denk dat er veel raffinage zal zijn in de laboratoria, " zegt Carmichael, die ook niet betrokken was bij de nieuwe studie.
Carmichael's eerste reactie op de nieuwe studie was de walging van het besef dat al deze deeltjes in manuscripten zaten die ze had behandeld. "We hebben allemaal de pagina's met manuscripten doorzocht en ik heb veel tijd doorgebracht met Milanese documenten", zegt ze. Een van haar collega's kwam zelfs muisuitwerpselen tegen in de pagina's van het manuscript dat ze aan het bekijken was. Afgezien van de ewww van het kennen van de verhouding ratteneiwitten tot menselijke eiwitten was bijna één op één, vond Carmichael de ontdekkingen fascinerend.
De historicus van de Universiteit van Texas, Stefano D'Amico, is het ermee eens dat de nieuwe techniek inzichten kan bieden die alleen de tekst en de productie ervan niet konden. In het bijzonder wees hij op de bevinding dat de schriftgeleerden voornamelijk maïs, aardappelen, kikkererwten, rijst en wortelen aten en dat schapen en geiten ergens in de lazaretto waren, waar de zieken waren gehuisvest. (De auteurs speculeren dat die boerderijdieren mogelijk zijn gehuisvest in de in quarantaine geplaatste lazaretto om zuigelingen te voeden waarvan de moeder aan de pest stierf.)
"Alle informatie over het dieet van deze mensen, wat ze toen aten, wat voor soort dieren waren in het gebied van de lazaretto - de omgeving waarin deze mensen opereerden - dit is allemaal belangrijk voor historici, " D'Amico zegt.
Een pagina van de pest doodsregisters, met een UVA-schijf rechts onderaan. (Gleb Zilberstein) Natuurlijk hebben de registers zelf veel te zeggen over hoe de pest de Italiaanse samenleving tijdens de Renaissance heeft gekanteld. Carmichael, die documenten uit de eeuwen vóór 1630 heeft beoordeeld, werd getroffen door de consistentie van de beheerders die de namen en sterfgevallen van deze personen vastlegden. “Ze komen opdagen voor hun werk, ze doen steeds weer hetzelfde. Het is een vervelende, ondankbare klus. En de enige keer dat u deze gegevens niet vindt, is wanneer de pest zo erg wordt dat het bijhouden van de gegevens instort. Maar ze proberen het nog steeds te doen. '
De heuglijke documentatie was toen een poging om orde te scheppen in een chaotische situatie. Het idee was om ambtenaren te helpen identificeren wanneer nieuwe uitbraken van de pest begonnen, zodat ze de stad in quarantaine konden plaatsen van handel met andere steden, en getroffen personen konden verzamelen om ze naar kampen of de lazaretto te vervoeren, een enorme structuur buiten de stad dat huisvestte maar liefst 9.000 mensen op en rond het terrein. Terwijl sommige mensen die getroffen waren door de pest er vrijwillig naartoe gingen, werden de meesten met geweld uit de stad verwijderd samen met hun families en andere contacten.
"Eenmaal binnen, was je eigenlijk een gevangene, " zegt D'Amico. “Er was één ingang en deze werd bewaakt door soldaten. Je kunt er alleen maar uitkomen als je de epidemie hebt overleefd. '
Het voortdurend worden bedreigd met de dood eiste zijn tol van burgers. "Dit zijn de eeuwen waarin Europa de wereld koloniseert en er van alles gebeurt - de Renaissance, de Reformatie, de Wetenschappelijke Revolutie - en de pest een onderbreking is, " zegt Carmichael. "Daniel Defoe zei dat de pest een ongeziene mijn was: je stapt erop en het ontploft en verandert je leven."
Voor Zilberstein en de chemici die deze technologie hebben ontwikkeld, is meer leren over hoe het leven was tijdens de pest nog maar het begin. De EVA-schijven kunnen elk willekeurig aantal toepassingen hebben voor historici en archivarissen in de hoop meer informatie over hun documenten te vinden. Zilberstein zegt bijvoorbeeld dat ze hopen de originele papieren van schrijvers als Anton Tsjechov en Friedrich Nietzsche te onderzoeken, om te zien of ze medicijnen gebruikten of aan medische aandoeningen leden op het moment dat ze hun boeken schreven.
Er zijn enkele kanttekeningen. Verschillende landen hebben verschillende klimaten, en sommige manuscripten kunnen besmet zijn met modernere eiwitten, afhankelijk van hoe ze worden behandeld. Maar Zilberstein gelooft dat het oppakken van peptiden nog steeds een vruchtbare weg is voor onderzoek naar cultureel erfgoed. Zoals hij zegt: "We kunnen de verborgen gegevens lezen van oude bronnen van papieren informatie."
