多くの著名な歴史学者が指摘してきた通り、レオナルド・ダ・ヴィンチは数々の驚くべきものを発明した。彼はヘリコプターや潜水服、33の銃身がある大砲（機関銃の原型）といったものを、さも当たり前のように考え出したのである。
だが、さすがのダ・ヴィンチも、こんなことが起きるとは思っていなかったはずだ。ダ・ヴィンチの素描7点に長い年月をかけてびっしりとついていたDNAを、彼の死から500年後に科学者たちが解析したのである。解析されたのは細菌と真菌のマイクロバイオーム（生物の体に共生する微生物叢）で、値段がつけられないほど貴重なダ・ヴィンチの作品で暮らす生物の生活史という興味深い物語を語っている。
この研究の目的は、こうした傑作で発見された独特な微生物叢の特徴を明らかにすることだけではなく、芸術作品が異なる施設間を移動する際にその微生物叢に生じうる変化の解明に着手することだった。つまり、研究チームの考えでは、今回発見された微生物叢を理解できれば、芸術作品の保存管理者は、紙を食いちぎる真菌などの微生物が作品に施した悪さをよりよく観察できることになる。
作品に触れずにサンプルを採取
今回の調査を実施したのはイタリアとオーストリアの研究者たちで、ダ・ヴィンチの素描のうちトリノ王立図書館所蔵の5点と、ローマのコルシーニ宮図書館所蔵の2点が対象となった。なかにはダ・ヴィンチの有名な自画像も含まれている。
研究者たちは作品の表面を、硝酸セルロース製の滅菌済みの膜で注意深く静かにたたいた。そして、膜に柔らかい吸引管の先端をつけ、素描に直接触れずに微生物叢を吸い上げた（絵が描いてある紙の一部をサンプルとしてちぎったりしたら、ひんしゅくものだろう）。
「ほかの環境調査なら、現場に出かけて土を数キログラム、水を数リットルといった具合に採取できます。しかし、わたしたちの調査の場合はサンプルをとれないのです」と、ウィーン天然資源および応用生命科学大学（BOKU）の微生物学者グアダルーペ・ピニャールは言う。
ピニャールは今回の研究結果をまとめた新たな論文の筆頭執筆者であり、同論文は『Frontiers in Microbiology』誌に掲載された。「ですから、わたしたちは情報のすべてを得るために、入手したほんの少しのサンプルで満足するほかないのです」
PHOTOGRAPH BY PINAR, ET AL./FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
ポケットサイズの装置の功績
今回のDNA解析は、オックスフォード・ナノポア・テクノロジーズ（Oxford Nanopore Technologies）が開発した強力かつ新しいDNAシークエンサー「ナノポア」によって可能になった。ピニャールいわく、ナノポアは旧世代のシークエンス技術よりもサンプルを処理する過程で用いる試薬や化学薬品が少なくて済む。それにポケットに入るほど小型の装置だ。
「このため理論的には、この装置をどこにでも持参して、その場でDNA解析ができます。美術館でも公文書館でもDNA解析ができるのだと想像してみてください」と、ピニャールは語る。このシークエンサーは感度がよく、研究者が素描から拭い取れたほんのわずかなDNAを用いて、目がくらむほどの量の微生物のDNA配列を特定できた。その後、研究チームは微生物のライフサイクルについて、その起源を基に解き明かすことができたのである。
「皮膚の微生物叢に存在する細菌をたくさん見つけたのは言うまでもありません」と、ピニャールは説明する。「あなたが何かに触れば、そこにあなたの微生物叢が残ります」
そう言われると、こんなふうに思うかもしれない──。つまり、ダ・ヴィンチがこうした傑作を描いたとき、彼の両手に這っていたものの正体がわかったということなのか、と。
残念ながらそうではない。巨匠がスケッチしてから5世紀の間に、これらの素描はとても多くの人々に触れられてきたからだ。
そして誤解のないように言うと、この遺伝子の解読によっても、こうした細菌のすべてが生きているのか死んでいるのかまでは研究者にもわからなかった。わかったのは、細菌がなんらかのかたちで存在していたということだけなのである。
PHOTOGRAPH BY PINAR, ET AL./FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
見つかった驚きの細菌
今回の論文の研究チームは、素描についていた人間の皮膚の微生物叢のなかでも、モラクセラ属の細菌、特に不潔な洗濯物の悪臭の原因となるモラクセラ・オスロエンシスを多数、発見した。その上、悪名高いサルモネラ菌と大腸菌も発見した。どちらも消化器に大騒ぎを起こす細菌である。
研究チームは、ハエやミバエの消化管に生息する特有の細菌も見つけた。つまり、値段がつけられないほどの芸術作品に、ハエたちはあつかましくも排泄していたというわけだ。少なくとも誰かが作品を完璧に清潔な保管庫の引き出しか陳列用のガラスケースに密閉して、最適な気温と湿度のもとで保管するまでは、ハエは排泄していたことになる。
「今回の調査対象となった素描が現在のような方法で保存されていれば、虫が絵のそばにやって来て排泄することなどありえません」と、ピニャールは指摘する。「いまではそんなことはできません。ですからこの種の細菌がダ・ヴィンチの絵に付着したのは、現在のような方法で絵が保存されていなかった時代だと考えるほかないのです」
ピニャールと同僚たちは、一部の人々にとっては吸い込むと危険なカビであるアスペルギルス属の細菌も発見した。さらにピニャールらは、ペニシリンの原料となるペニシリウム属の真菌も検知した。
いかに真菌の成長を抑えるか
芸術作品にとっても、そのような作品を扱う保存管理者にとっても極めて厄介なのは、分析結果からアルテルナリア属の真菌が見つかったことだろう。これは「紙を台無しにする」菌として知られ、その習性は──紙を台無しにすることだ。吸入すると危険になりかねないアレルゲンの一種でもある。
研究チームは、紙を「キツネ色に変色」させ、長年かけて紙に黄褐色のしみをつける真菌も発見した。研究者たちはその真菌のDNA解析に加えて、素描の表面を顕微鏡で注意深く調べ、その真菌によってできたシュウ酸カルシウム結晶の付着物を発見した。「このように顕微解析によって多くのことを推測できますし、その結果をわたしたちが実施する分子解析によってうまく補完できるのです」と、ピニャールは語る。
ダ・ヴィンチの作品は現在は発見された真菌の成長を抑える環境で保存されているが、適切に保存されなければ、真菌が再び活性化しないとも限らない。「そこで」と、ピニャールは言う。「最も重要な点として言っておきたいことは、微生物を発生・増殖させない方法で作品を保存できるように環境条件を改良するため、微生物によって起こりうるリスクを特定することです。今回の場合は、気温、湿度、清浄な空気といった環境パラメーターの管理になります」
PHOTOGRAPH BY PINAR, ET AL./FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
研究チームは、素描を全体として見るためにズームアウトしたところ、そこで生息している微生物に興味深い共通点があることも発見した。「素描に付着していた微生物叢は、地理的な場所別に群れをなしていることがわかったのです」と、ピニャールは言う。「トリノの3点の共通点や、ローマの2点の共通点をさらに見つけることができました。地理的な影響やその場所での保存状態が関連しているに違いありません」
次にピニャールらは細菌と真菌の群集について、同じ場所のコレクションのなかの作品別の比較と、異なる場所のコレクション間で場所別による比較を実施し、ダ・ヴィンチの傑作から採取した微生物叢のサンプルに関する一種のデータベースの構築を始めることができた。
微生物の脅威を撃退するために
ピニャールらはキャンヴァスか紙かなど素材の違いによって、異なる微生物の種類の増殖がどのように促進または抑制されるかについても調査するかもしれない。そして、保存管理者はこうした貴重な絵画を保存する目的から、作品に付き始めたがまだ広範囲には広がっていない、いわゆる紙を台無しにする真菌による差し迫った攻撃の兆候を調べるべく、作品に付着している微生物叢を徹底的に検証するかもしれない。
「あなたの国の軍隊がもっている武器を、この場合はあなたの芸術作品を台無しにするために使えるようなものです」と、ローマ・ラ・サピエンツァ大学の微生物学者マッシモ・レヴェルベリは指摘する。レヴェルベリは今回の研究には参加していない。
保存管理者がまだ真菌の影響を確認できないなら、その微生物のDNAが姿を現わさないようにしているのかもしれない。「このためきっかけがあれば、そのきっかけとは地球温暖化かもしれませんが、それによって微生物が芸術作品を台無しにする何らかの活動を始める可能性があります」
幸運にも、保存管理者は微生物の脅威を撃退するため、ダ・ヴィンチが考案した33の銃身がある大砲よろしく、微生物叢の遺伝子を次から次へと参照できるデータベースを手に入れたところだ。
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