Ученые разморозили микробы которым 5000 лет

Исследователи Института изучения мумий Eurac Research сообщили об обнаружении живых доисторических дрожжей и бактерий в теле «ледяного человека» Эци. Микроорганизмы возрастом более 5000 лет сохранили биологическую активность и способность к размножению несмотря на глубокую заморозку, что ставит под прямую угрозу дальнейшую сохранность самого известного археологического экспоната Европы. Открытие заставляет руководство Южнотирольского археологического музея рассматривать варианты экстренного изменения условий хранения останков.

Метагеномный анализ в Южнотирольском музее

Масштабное исследование, результаты которого были опубликованы в профильном научном издании Microbiome, базируется на применении современных технологий секвенирования генетического материала. Специалисты взяли микроскопические образцы кожных мазков, фрагменты мышечных тканей и пробы внутренней оттаявшей воды у мумии. Эти биоматериалы собирались в разные периоды времени во время плановых медицинских осмотров экспоната в 1992, 2010 и 2019 годах.

Полученные цифровые данные биологи сравнили с контрольными пробами почвы и альпийского льда. Эти образцы были собраны на месте изначального обнаружения тела в горах на границе Италии и Австрии в начале девяностых годов прошлого века. Результаты расшифровки ДНК показали присутствие огромного массива как современных микробов, занесенных на кожу во время извлечения тела спасателями, так и аутентичных древних бактерий.

«Мы действительно способны отличить прижизненные кишечные бактерии ледяного человека от микробов, попавших в тело из окружающей среды сразу после его смерти», — утверждает микробиолог Франк Майкснер (цитата по сообщениям пресс-службы Eurac Research).

Анализ внутренних тканей выявил присутствие специфичных анаэробных бактерий видов Treponema и Kineothrix. Данные микроорганизмы процветают без доступа кислорода глубоко внутри кишечника млекопитающих. Биоинформатики тщательно изучили характерные химические повреждения их генетического кода. Такие дефекты молекул естественным образом накапливаются со временем, что позволило подтвердить древнее происхождение находок. Микрофлора человека медного века оказалась невероятно разнообразной, что отражает сложный рацион древних людей, сильно отличающийся от диеты современного городского населения.

Угроза от размножения холодолюбивых грибков

Главным вызовом для консерваторов стало агрессивное поведение психрофильных микроорганизмов, способных выживать при отрицательных температурах. На внешних покровах кожи Эци ученые зафиксировали колонии дрожжей видов Phenoliferia, Glaciozyma, Goffeauzyma и Mrakia. Анализ их ДНК прямо подтверждает их доисторический возраст.

Мониторинг показал, что между 2010 и 2019 годами популяция грибков рода Glaciozyma начала стремительно увеличиваться. Этот конкретный штамм стал абсолютно доминирующим на теле мумии, а общий уровень повреждений его генома парадоксальным образом снизился. Такая динамика означает, что дрожжи сохранили метаболическую активность и успешно размножаются прямо внутри высокотехнологичной холодильной камеры музея в Больцано.

«Думаю, это весомый аргумент в пользу того, что Glaciozyma колонизировала мумию посмертно. Судя по всему, они по какой-то причине растут», — считает биоинформатик Николай Осколков из Лундского университета (цитата по сообщениям журнала Microbiome).

Опасность заключается в том, что некоторые из обнаруженных древних дрожжей кодируют ферменты, предназначенные для расщепления сложных белков и коллагена. Пробуждение таких микроорганизмов может нанести непоправимый физический урон мягким тканям мумии. На текущий момент цифровые сканеры не зафиксировали видимых следов разрушения коллагенового каркаса, однако сам факт клеточного деления вызывает тревогу у специалистов по сохранению исторического наследия.

Эволюционное давление и обработка фенолом

Генетики также обнаружили во всех взятых образцах бактерии рода Pseudomonas, которые выступают типичными обитателями горных почв и пресной воды. Структура их генома свидетельствует о принадлежности к древнему сообществу микроорганизмов непосредственно с ледника Симилаун.

Ситуацию осложняет вынужденная химическая обработка тела в прошлом. В девяностые годы после транспортировки в лабораторию тело начало стремительно покрываться плесенью из-за контакта с теплым воздухом. Консерваторы обработали его мощным фенолсодержащим антисептическим раствором. В ходе текущего исследования биологи нашли на коже микроорганизмы с генами, необходимыми для разложения токсичного фенола. Санитарная обработка тридцатилетней давности спровоцировала жесткий эволюционный отбор, оставив на теле только самые резистентные виды.

Палеогенетик Дамла Каптан из Ставангерского университета призывает к осторожности в выводах, отмечая, что для окончательного подтверждения полноценной активности необходимо обнаружить молекулы РНК. «Сохраняется вероятность, что дрожжи оставались в спячке или активизировались лишь частично во время оттаивания», — объясняет исследовательница (цитата по сообщениям исследовательского центра Eurac).

Историческое значение и новые стандарты хранения

Мумифицированное тело древнего охотника было случайно найдено немецкими туристами осенью 1991 года, когда из-за климатических изменений растаял участок альпийского ледника. Радиоуглеродное датирование показало, что человек жил в период между 3350 и 3120 годами до нашей эры. Многолетние исследования позволили установить, что мужчина переносил болезнь Лайма, страдал от генетического облысения и имел десятки татуировок. Причиной смерти стала обильная кровопотеря после попадания стрелы в левое плечо.

Сейчас экспонат хранится в Южнотирольском археологическом музее при постоянной температуре -6 °C и относительной влажности 99%. Цифровые датчики круглосуточно поддерживают эти параметры, чтобы имитировать условия внутри ледяной толщи. На нашем сайте мы ранее уже публиковали материалы о том, как технологии генетического секвенирования меняют современную медицину, а также подробно разбирали влияние глобального потепления на таяние ледников с древними артефактами.

Если новые тесты подтвердят активный синтез РНК микроорганизмами, инженерам музея придется экстренно переписывать протоколы консервации. Для спасения останков потребуется понизить температуру или изменить уровень влажности в криокамере, чтобы полностью остановить биологические процессы деградации тканей.

Подписывайтесь на телеграм канал Digital Report, чтобы первыми узнавать о главных событиях цифровой индустрии.