Über Jahrhunderte war die Pest ein bösartiger Todesbote in ganz Europa. In unregelmäßigen Abständen verwüstete es Städte und ländliche Dörfer und landete von 1629 bis 1630 in Mailand, Italien. Die unvorstellbare Zahl der Todesopfer - 60.000 Menschen in einer Stadt mit 130.000 Einwohnern - prägte die italienische Vorstellungskraft und wurde schließlich in Alessandro Manzonis Roman The Betrothed aus dem 19. Jahrhundert erwähnt.
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Während der langen Zeit der Mailänder Pest zeichneten die Schriftgelehrten die Namen und das Alter aller Personen auf, die in akribischen Sterberegistern ums Leben kamen. Es stellt sich heraus, dass diese detaillierten Dokumente mehr als Namen und Daten enthielten - sie waren auch voller unsichtbarer Geschichten, die sich in den schriftlichen Aufzeichnungen versteckten.
Fast 400 Jahre später sind Wissenschaftler zurückgekehrt, um neue Details über die Umweltbedingungen in den Manuskripten zu entdecken, von dem, was diese Schreiber aßen, bis zu den Tieren, die in der Nähe gehalten wurden. Die Entdeckungen erfolgten dank einer bahnbrechenden Technologie: Polymerscheiben, die jahrhundertealte Proteine aus dem Papier extrahieren. Ihre Ergebnisse, die kürzlich im Journal of Proteomics veröffentlicht wurden, beschreiben alles von der Verbreitung von Nagetieren bis zur enormen Menge von Bakterien rund um die Manuskripte - und eröffnen neue Möglichkeiten für die Suche nach anderen wichtigen historischen Texten.
„Wir haben diese Forschung vor einigen Jahren mit der Grundidee begonnen, dass Papiere und Manuskripte verschiedene Proteine vom Autor und der Umgebung des Papiers absorbieren“, sagt der Physiker Gleb Zilberstein, einer der Autoren der Studie. Aber sie hätten nie gedacht, wie viel diese Proteine enthüllen würden.
Der erste Hinweis, dass solche Details entdeckt werden könnten, stammte aus einer unwahrscheinlichen Quelle: braune, kreisförmige Polymerscheiben aus Ethylvinylacetat, die ursprünglich für die Aufbewahrung von Manuskripten gedacht waren, so Zilberstein. Sein Team hatte versucht, mit ihnen schädliche Säuren aus dem Zellulosepapier der 75 Jahre alten Notizbücher von Michail Bulgakow, dem russischen Autor von The Master and Margarita, zu entfernen.
Beim Entfernen der Scheiben stellten sie fest, dass die Polymere auch voller Proteine waren, die umfangreiche Daten über die Umweltbedingungen der Autoren liefern konnten. Tatsächlich könnten Proteine eine bessere Quelle für solche Daten sein als DNA, sagt Zilberstein. „Die meisten Menschen, die an der biochemischen Charakterisierung von Artefakten arbeiten, verwenden Genome“, sagt Zilberstein. „Es ist gut, aber DNA ist weniger stabil als die Peptide in Proteinen.“ Diese Art der Analyse wird als Proteomik bezeichnet und wurde erst in den letzten Jahren verfeinert.
Mit den Mailänder Manuskripten gingen sie gezielter vor und ließen die EVA-Scheiben 60 bis 90 Minuten lang auf den Seiten, damit Proteine an der Scheibe haften, ohne das Papier zu beschädigen. Diese Peptidketten - Aminosäuren, die wie Legoblöcke verknüpft sind - wurden dann in einem Massenspektrometer analysiert und unter Verwendung von Proteindatenbanken identifiziert. Die Forscher haben mehr als 70.000 Peptidsequenzen mit 600 verschiedenen Proteinfamilien aus den 11 Seiten des Totenregisters abgerufen und eine einseitige Notiz im selben Archiv aufbewahrt.
Eine öffentliche Bekanntmachung über neue Quarantänerichtlinien, die Forscher für die neue Studie analysiert haben. In der unteren rechten Ecke befindet sich eine braune EVA-Scheibe, die Säuren und Proteine von der Seite abzieht. (Gleb Zilberstein) Peptide sind zwar stabiler als DNA, haben jedoch ihre eigenen Nachteile: Sie sind auch viel schwerer zu identifizieren. Dies war eine Herausforderung bei den 1630 Dokumenten, sagen die Forscher. Wie die Biochemikerin Kathryn Stone in einem Bericht über die Proteomics-Technologie aus dem Jahr 2013 schreibt, „kann die Proteinstruktur viel heterogener sein als die DNA-Struktur“, weshalb die Forscher Rückschlüsse darauf ziehen müssen, woher die Peptide stammen.
"Proteine sind zwar in gewisser Weise stabiler als DNA, haben jedoch auf Sequenzebene weniger Unterscheidungskraft. Auch wenn Sie möglicherweise Spuren von Proteinen finden, ist es viel schwieriger, sie von Kontamination zu unterscheiden als von DNA", sagte Hendrik Poinar, ein Evolutionsbiologe am McMaster Ancient DNA Center, der nicht an der Forschung beteiligt war, per E-Mail. Aber selbst mit diesen Vorbehalten fügte Poinar der EVA-Diskettenanalyse hinzu: "Ich sage, 'Guter Start, weiter!'"
Die Forscher fanden 312 Peptidsequenzen, die bekannten Bakterien entsprachen. Dann reduzierten sie diese Zahl auf 17, die zur Familie der Yersinien gehörten - die Bakterien, die für Y. pestis oder die Beulenpest verantwortlich sind. Die Proteine gehören aber nicht ausschließlich zu Y. pestis . Sie könnten auch zu anderen Arten von Yersinia- Bakterien gehören, darunter auch solche, die für den Menschen nicht tödlich sind.
Ann Carmichael, emeritierte Geschichtsprofessorin an der Indiana University in Bloomington, die ihre akademische Laufbahn mit der Erforschung der medizinischen Geschichte der Pest verbracht hat, schreibt: „Die Identifizierung der Proteine ist nur so gut wie die Datenbank, die sie zusammengestellt haben.“ Aber das heißt nicht, dass sie von der neuen Forschung nicht fasziniert ist. „Es ist ein aufregendes Material und ich denke, dass es in den Labors eine Menge Raffinessen geben wird“, sagt Carmichael, der auch nicht an der neuen Studie beteiligt war.
Carmichaels erste Reaktion auf die neue Studie war der Ekel zu bemerken, dass all diese Partikel in Manuskripten waren, mit denen sie sich befasst hatte. „Wir haben alle die Manuskriptseiten durchgesehen und ich habe viel Zeit mit Mailänder Dokumenten verbracht“, sagt sie. Eine ihrer Kolleginnen stieß sogar auf Mäusekot auf den Seiten des Manuskripts, das sie gerade überprüfte. Abgesehen von der Tatsache, dass das Verhältnis von Rattenproteinen zu menschlichen Proteinen nahezu eins zu eins bekannt war, fand Carmichael die Entdeckungen faszinierend.
Der Historiker der Universität von Texas, Stefano D'Amico, ist sich einig, dass die neue Technik Einsichten bieten kann, die der Text und seine Produktion alleine nicht konnten. Insbesondere wies er auf die Feststellung hin, dass die Schriftgelehrten hauptsächlich Mais, Kartoffeln, Kichererbsen, Reis und Karotten aßen und dass sich Schafe und Ziegen irgendwo im Lazaretto befanden, in dem sich die Kranken befanden. (Die Autoren spekulieren, dass diese Nutztiere möglicherweise in dem unter Quarantäne gestellten Lazaretto untergebracht waren, um Säuglinge zu füttern, deren Mütter an der Pest gestorben sind.)
"Alle Informationen über die Ernährung dieser Menschen, was sie zu der Zeit aßen, welche Art von Tieren sich im Bereich des Lazarettos befanden - die Umgebung, in der diese Menschen arbeiteten - das alles ist für Historiker wichtig", sagte D'Amico sagt.
Eine Seite aus den Todesregistern der Pest, mit einer UVA-Scheibe unten rechts. (Gleb Zilberstein) Natürlich können die Register selbst viel darüber sagen, wie die Pest die italienische Gesellschaft während der Renaissance belastete. Carmichael, der Dokumente aus den Jahrhunderten vor 1630 durchgesehen hat, war beeindruckt von der Beständigkeit der Administratoren, die die Namen und den Tod dieser Personen aufzeichneten. „Sie kommen zur Arbeit, sie machen immer wieder dasselbe. Es ist ein mühsamer, undankbarer Job. Und das einzige Mal, dass Sie diese Aufzeichnungen nicht finden, ist, wenn die Pest so schlimm wird, dass die Aufzeichnungen zusammenbrechen. Aber sie versuchen es trotzdem. “
Die anspruchsvolle Dokumentation war also ein Versuch, einer chaotischen Situation Ordnung zu verleihen. Die Idee war, den Beamten dabei zu helfen, den Beginn neuer Seuchenausbrüche zu erkennen, damit sie die Stadt vom Handel mit anderen Städten ausschließen und Betroffene zusammentragen können, um sie zu Lagern oder zum Lazaretto zu transportieren, einem riesigen Bauwerk außerhalb der Stadt das brachte bis zu 9.000 Menschen in und um sein Gelände unter. Während einige von der Pest betroffene Menschen freiwillig dorthin gingen, wurden die meisten zusammen mit ihren Familien und anderen Kontaktpersonen gewaltsam aus der Stadt entfernt.
"Einmal drinnen, Sie waren im Grunde ein Gefangener", sagt D'Amico. „Es gab einen Eingang, der von Soldaten bewacht wurde. Du könntest nur raus, wenn du die Epidemie überlebt hast. “
Ständig mit dem Tod bedroht zu sein, forderte seinen Tribut von der Zivilbevölkerung. "Dies sind die Jahrhunderte, in denen Europa den Globus kolonisiert und alle möglichen Dinge geschehen - die Renaissance, die Reformation, die wissenschaftliche Revolution - und die Pest ist eine Unterbrechung", sagt Carmichael. "Daniel Defoe sagte, die Pest sei eine unsichtbare Mine. Wenn Sie darauf treten, explodiert sie und verändert Ihr Leben."
Für Zilberstein und die Chemiker, die diese Technologie entwickelt haben, ist es nur der Anfang, mehr über das Leben während der Pest zu erfahren. Die EVA-Datenträger könnten eine beliebige Anzahl von Anwendungen für Historiker und Archivare enthalten, um mehr Informationen über ihre Dokumente zu erhalten. Zum Beispiel hofft Zilberstein, die Originalarbeiten von Schriftstellern wie Anton Tschechow und Friedrich Nietzsche untersuchen zu können, um festzustellen, ob sie zum Zeitpunkt der Abfassung ihrer Bücher Medikamente verwendeten oder unter irgendwelchen Krankheiten litten.
Es gibt einige Einschränkungen. Verschiedene Länder haben unterschiedliche Klimazonen, und einige Manuskripte können mit moderneren Proteinen kontaminiert sein, je nachdem, wie mit ihnen umgegangen wird. Zilberstein ist jedoch der Ansicht, dass das Zupfen von Peptiden nach wie vor ein fruchtbarer Weg für die Erforschung des kulturellen Erbes ist. Wie er sagt: "Wir können die verborgenen Daten aus alten Quellen papierbasierter Informationen lesen."
