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Apr 19, 2023

Dokumentendetektive nutzen Flecken und Blutflecken, um die Vergangenheit zu untersuchen

Von Jo Marchant

Von Jo Marchant

Fotografien von Andrei Pungovschi

An einem regnerischen Morgen im Mai holte ein rumänischer Archivar namens Tudor Arhire einen braunen Umschlag aus einem hölzernen Aktenschrank, zog ein kleines, vergilbtes Blatt heraus und legte es vorsichtig auf den Tisch. Arhire ist Verwalter eines Regierungsarchivs in Sibiu, Rumänien, einer mittelalterlichen Stadt in der Region Siebenbürgen. Im Inneren des prächtigen, historischen Gebäudes kontrastieren elegante Fenster und Parkettböden mit vergilbten Spitzenvorhängen und abgenutzten Polstern; Auf einem Schreibtisch in der Ecke lag ein Stapel Bücher und Pergamente aus Hunderten von Jahren. Das von ihm vorgelegte Dokument war ein mehr als 500 Jahre alter Brief. Trotz der alten Falten und Flecken waren die neun Zeilen fließender lateinischer Schrift, die vor langer Zeit übersetzt worden waren, deutlich lesbar. Aber niemand hier hatte vor, es zu lesen. Stattdessen warteten zwei Besucher, ein Ehepaar namens Gleb und Svetlana Zilberstein, gespannt mit Latexhandschuhen und Plastikschläuchen.

Der Brief ist einer der wertvollsten Besitztümer des Archivs. Es ist auf den 4. August 1475 datiert und wurde von einem Mann an die Bürger von Sibiu geschrieben, der sich selbst als „Fürst der transalpinen Gebiete“ bezeichnete. Er teilte den Bürgern mit, dass er sich bald bei ihnen niederlassen würde. Er unterschrieb mit einem Namen, der ihnen Angst einjagen wird: Vlad Dracula.

Dracula hatte zuvor die benachbarte Region Walachei regiert und war für seine Grausamkeit bekannt, insbesondere für seine Praxis, Feinde auf Pfählen aufzuspießen. Daher sein Spitzname: Vlad der Pfähler. Nun bereitete er sich darauf vor, erneut den walachischen Thron zu besteigen. Sein Brief an die Bewohner von Sibiu ist eines der wenigen spärlichen Dokumente über den berüchtigten Prinzen, der Jahrhunderte später Bram Stokers fiktiven Vampir, Graf Dracula, inspirieren sollte.

Dieser Artikel ist eine Auswahl aus der November/Dezember-Ausgabe 2022 des Smithsonian-Magazins

Die Zilbersteins interessierten sich jedoch nicht für die Worte auf der Seite, sondern für etwas anderes – physische Überreste des Prinzen selbst, darunter Molekülfragmente aus seinem Schweiß, Speichel und Tränen. Ihre Arbeit nutzt atemberaubende Fortschritte auf dem Gebiet der Proteomik, bei dem es darum geht, die Interaktion von Proteinen in lebenden Zellen und Organismen zu verstehen. Proteine ​​werden seit langem im Kontext von Biologie und Medizin untersucht, aber spektakulär empfindliche Analysetechniken ermöglichen es Forschern nun, Proteinspuren zu nutzen, um vertrauliche Informationen aus Materialien zu sammeln, die einst hauptsächlich der Domäne von Historikern und Archäologen vorbehalten waren, und öffnen so ein neues Fenster in die Vergangenheit. Das Projekt ist Teil einer wissenschaftlichen Revolution, die die Art der Informationen, die aus historischen Texten und Artefakten gewonnen werden können, grundlegend erweitert, von Röntgen- und CT-Scans bis hin zu Kohlenstoffdatierungen und genetischer Sequenzierung.

DNA wird bereits verwendet, um Individuen anhand biologischer Überreste zu identifizieren und groß angelegte Beziehungen aufzudecken, von Stammbäumen bis hin zu evolutionären Zeitplänen. Die DNA bleibt jedoch ein Leben lang konstant und wird mit der Zeit stark abgebaut. Aus diesem Grund interessieren sich Forscher auch für Proteine, die Moleküle, für die die DNA kodiert und die die meiste Arbeit in unseren Zellen erledigen. Wenn die DNA eine statische Aufzeichnung unserer Abstammung führt, liefern Proteine, die unsere Nahrung verstoffwechseln, Ressourcen speichern und transportieren und Nachrichten von einem Ort zum anderen übermitteln, einen fortlaufenden Kommentar zu unserer Gesundheit und unseren Gewohnheiten. Sie hinterlassen Spuren unserer Ernährung, unserer Krankheiten, der von uns verwendeten Medikamente und sogar unserer Todesursache. Und sie bleiben bei allem zurück, was wir berühren.

Bis vor kurzem mussten Forscher, die Spuren alter Proteine ​​entdecken wollten, eine kleine Probe des betreffenden Materials zerstören, um genügend Moleküle zu isolieren, um ein „lesbares“ Signal zu erhalten. Bei biologischen Überresten wie Knochen oder Fossilien ist dies normalerweise kein Problem, aber nur wenige Archivare sind bereit, ein unschätzbares Artefakt wie Draculas Brief zu beschädigen. Aber Gleb, ein israelischer Unternehmer und Erfinder, der ursprünglich aus dem sowjetischen Kasachstan stammt, hat ein Material entwickelt, das Proteinmoleküle aus der Oberfläche von Papier, Pergament und Gemälden – sogar Mumien und Wollmammuts – herauslocken kann, ohne die Objekte selbst zu beschädigen. In Zusammenarbeit mit Pier Giorgio Righetti, einem italienischen Chemiker, haben er und Svetlana diese Methode verwendet, um eine Reihe von Archiven zu erkunden, was bei Historikern sowohl Aufregung als auch Bestürzung hervorgerufen hat, als die Forscher über die unerwarteten Aktivitäten berühmter Persönlichkeiten von Johannes Kepler bis Joseph Stalin berichten.

Neben diesen unkonventionellen Pionieren experimentieren Forscher auf der ganzen Welt mit anderen minimalinvasiven Methoden, um Proteinmoleküle von den Objekten wegzulocken, an denen sie über Jahrzehnte, Jahrhunderte oder Jahrtausende festgehalten haben. Das bedeutet, dass Kuratoren wie Arhire sich auf einen tiefgreifenden Identitätswandel einstellen sollten. Heute sind sie Bewahrer nicht nur von Texten und Manuskripten, sondern auch von biologischen Geschichten, die weit über das geschriebene Wort hinausgehen.

Die Reise von Zilberstein und Righetti in die Vergangenheit begann vor einem Jahrzehnt mit einer ramponierten, zerfallenden Bibel. Righetti, ein Chemiker an der Polytechnischen Universität Mailand, hatte den größten Teil seiner Karriere damit verbracht, Methoden zur immer präziseren Trennung von Proteinen zu entwickeln.

Der 81-jährige Righetti ist groß, hat blaue Augen und einen gepflegten weißen Spitzbart. Energisch und scheinbar unbeeindruckt von der Hitze, als ich ihn an einem warmen Tag im vergangenen Frühjahr in Mailand traf, führte er mich auf eine atemberaubende Tour durch die Straßen und Galerien der Stadt und zeigte mir freudig mittelalterliche Innenhöfe – „prachtvolle Klöster!“ – und einen Weltkrieg U-Boot II auf dem Gelände des Nationalen Wissenschaftsmuseums ausgestellt.

Righetti wuchs in bitterer Armut auf. Sein Vater kämpfte im Zweiten Weltkrieg und die Familie wurde nach der Flucht vor den alliierten Streitkräften obdachlos. Seine früheste Erinnerung ist das Leben in Zelten unter den Dachsparren einer alten Burg; Familien wurden durch aufgehängte Laken getrennt. Nach mehreren Jahren in einem Priesterseminar und einer Ausbildung zum Priester kündigte Righetti im Alter von 15 Jahren und schloss sich wieder seiner Familie in Mailand an; Da er die Naturwissenschaften als seine beste Chance für eine wohlhabendere Zukunft betrachtete, studierte er organische Chemie und promovierte an der Universität Pavia. Er verliebte sich in Proteine, und auch heute noch spricht er von ihnen nicht als Molekülen, sondern als Figuren in einem menschlichen Drama. „Sie bauen Dinge, fegen die Straßen, stecken Menschen ins Gefängnis. Ohne sie könnten wir nicht leben.“ Righetti entwickelte sich zu einem Experten für den Einsatz von Elektromagnetismus, um Proteinmoleküle durch ein Gel zu locken, einem Prozess, der als Elektrophorese bekannt ist, und reiste im Laufe der Jahre viel, um Wissenschaftlern auf der ganzen Welt die von ihm entwickelten Techniken beizubringen.

Im Jahr 2010 fragte eine Gruppe italienischer Forscher Righetti am Ende seiner bereits erfolgreichen Karriere, ob er etwas aus ein paar Krümeln einer zerfallenden lateinischen Bibel bergen könne, die im 13. Jahrhundert nach China gebracht und dorthin zurückgebracht wurde Italien 400 Jahre später. In der Hoffnung, mehr über die Bibel zu erfahren, von der einige spekulieren, dass sie Marco Polo gehörte, hatten die Forscher das Buch mühsam aus mehr als 10.000 Teilen wieder zusammengesetzt und kamen zu dem Schluss, dass es in den 1230er Jahren in Nordfrankreich hergestellt wurde. Sie fragten sich, ob in den übrig gebliebenen Fragmenten weitere Hinweise stecken könnten.

Anstatt Elektrophorese zu verwenden, entschied sich Righetti für eine leistungsfähigere Technik namens Massenspektrometrie. Die Technologie, die einst zur Analyse von Uranisotopen im Zweiten Weltkrieg eingesetzt wurde, funktioniert, indem sie Moleküle in einer Probe in ein Gas geladener Ionen umwandelt, indem sie sie beispielsweise mit einem Elektronenstrahl beschießt und dann elektrische und magnetische Felder verwendet, um die Ionen so zu trennen, wie sie sind mit hoher Geschwindigkeit durch ein Vakuum reisen. Das resultierende „Massenspektrum“ (das die Masse-Ladungs-Verhältnisse der Ionen aufgetragen gegen ihre Intensitäten zeigt) wirkt wie ein molekularer Fingerabdruck.

Forscher nutzten die Technologie zunehmend zur Untersuchung von Proteinen, doch die Anwendung auf alte, degradierte Proben war eine enorme Herausforderung. Righettis erste Versuche, mithilfe des Verdauungsenzyms Trypsin Spurenproteine ​​aus einem winzigen Pergamentfragment zu extrahieren, führten zu keinem Ergebnis. Nachdem er die Probe zunächst in der Mikrowelle aufgeweicht hatte, gelang es ihm schließlich, acht verschiedene Proteine ​​nachzuweisen. Die Ergebnisse zeigten, dass das Pergament aus Kalbsgewebe und nicht, wie lange angenommen, aus fötalem Lammgewebe bestand. Der Befund selbst war vielleicht nur von Nischeninteresse, aber Righetti war einer der ersten Forscher, der zeigte, dass Proteine ​​tatsächlich Informationen über historische Artefakte liefern können. Dennoch war die Bibel mit ihrem katastrophalen Erhaltungszustand ein Sonderfall, und das Potenzial dieser Technik für die Geschichtswissenschaft schien begrenzt; Nur wenige andere Kuratoren wären bereit, Righetti oder sonst jemand auch nur einen Splitter eines wertvollen Artefakts zerstören zu lassen, um es zu analysieren.

Dann erhielt er einen Anruf von Gleb Zilberstein, mit dem er in der Vergangenheit bereits bei anderen Projekten zusammengearbeitet hatte. „Ich weiß, wie wir es schaffen könnten, ohne eine Probe entnehmen zu müssen“, sagte er.

Wie Righetti sah Zilberstein die Wissenschaft als einen Weg zu einem besseren Leben. Der heute 53-jährige wuchs in einer sowjetischen Industriestadt in der Westsibirischen Tiefebene auf. „Alles war grau“, sagt er. Als er zehn Jahre alt war, schenkte ihm sein Onkel eine Fossiliensammlung, darunter Ammoniten und Haifischzähne aus der kasachischen Wüste, die einst auf dem Grund eines alten Meeres lagen. Seine Augen leuchten, während er darüber spricht, und er zeigt mit den Fingern auf seine Stirn, als würde er sein Gehirn mit Energiestrahlen durchfluten. „Diese Fossilien zu sehen, macht einen verrückt!“ er sagt. „Selbst wenn man in einem armen Land lebt, kann man helle Dinge finden.“

Er studierte Chemie und Physik an der Staatlichen Universität Nowosibirsk in Sibirien, wo er in einem Nachtclub Swetlana traf, die ebenfalls Studentin war. Glebs Abschluss wurde durch zwei Jahre Wehrpflicht unterbrochen, aber er vermied Routineaufgaben, indem er eine neue Art von Gasmaske erfand, die flüchtige organische Verbindungen mithilfe eines Filters aus getrocknetem Blut auffing.

Als die Sowjetunion zusammenbrach, lehnte Gleb es ab, die russische oder kasachische Staatsbürgerschaft zu beantragen, und nach dem College wanderten er und Swetlana nach Israel aus, wo sie heute in Tel Aviv in der Nähe des Ozeans leben. Seitdem hat Gleb eine Reihe von Unternehmen gegründet, die seine proprietären Technologien kommerzialisieren, von denen viele Moleküle mithilfe ihrer eigenen winzigen elektrischen Ladungen einfangen.

Eines der Produkte von Zilberstein wurde entwickelt, um Bakterien abzutöten, indem man an ihren Proteinen zieht, um ihre Zellen aufzubrechen. Nachdem er Righettis Zeitschriftenartikel über die „Marco Polo“-Bibel gelesen hatte, erkannte Zilberstein, dass die Technologie auf die historische Forschung übertragen werden könnte, indem er mit derselben Methode Moleküle von der Oberfläche eines Artefakts löste, während das Objekt intakt blieb. Am Telefon erklärte er Righetti, dass er bereits mehrere Polymere entwickelt habe, die Proteine ​​und andere Arten von Molekülen entsprechend ihrer Ladung anziehen könnten. Righetti wurde verkauft.

Für ihr erstes Experiment reiste Zilberstein in ein Regierungsarchiv in Moskau, um das Originalmanuskript „Der Meister und Margarita“ des russischen Schriftstellers Michail Bulgakow zu studieren, der 1940 im Alter von 48 Jahren an einer Nierenerkrankung starb. In der Bibliothek deckte er das Manuskript ab Seiten mit gemahlenen Polymerkügelchen, dann analysierte Righetti mithilfe der Massenspektrometrie die Moleküle, die Zilberstein eingefangen hatte, und fand reichlich Spuren von Morphin. In einem späteren Artikel, der im Journal of Proteomics veröffentlicht wurde, kamen sie zu dem Schluss, dass Bulgakov sich während des Schreibens selbst mit dem Medikament behandelte.

Righetti beschreibt die Reaktion als „eine Flut von Kritik“. Ein Kritiker beklagte, dass bei dieser Methode die Gefahr bestehe, dass zerbrechliche Seiten durch die zermahlenen Perlen verunreinigt würden; Ein anderer stellte ihre Schlussfolgerung in Frage und verwies darauf, dass es zu diesem Zeitpunkt keine schriftlichen Aufzeichnungen über die Einnahme von Morphium durch Bulgakov gab (trotz einer früheren Phase der Sucht in seinem Leben). Wenn die Droge auf den Seiten vorhanden sei, so der Kritiker, könnte sie von späteren Lesern stammen, vielleicht von russischen Geheimdienstagenten, die den subversiven Text studiert hätten, ein Einwand, den Righetti und Zilberstein als „berechtigt“ einräumten.

Also versuchten sie es noch einmal. Sie betteten die Perlen in einen dünnen Film aus einem Kunststoff namens Ethylenvinylacetat oder EVA ein, sodass beim Abheben des Films keine Rückstände auf der Seite zurückblieben. Der Film kann für verschiedene Analysen maßgeschneidert werden, indem Kügelchen eingebettet werden, die unterschiedliche Moleküle anziehen. „Wir haben Speichelspuren gefunden“, sagt Righetti, darunter „drei Anzeichen der Nierenerkrankung, die Bulgakov ins Grab führte.“

Für Righetti und Zilberstein bewiesen die von ihnen entdeckten Nierenerkrankungsproteine, dass die Moleküle tatsächlich von Bulgakov stammten. Darüber hinaus zeigte die Analyse, dass ihre Methode zu neuen Entdeckungen führen könnte, ohne ein Originaldokument zu beschädigen. Es identifizierte auch menschliche Proteine, die von Personen hinterlassen wurden, die in der Vergangenheit mit einem Artefakt umgegangen waren, was eine völlig neue Möglichkeit eröffnete, historische Quellen zu lesen. Ein Text könnte uns sagen, was eine Person geschrieben hat – was sie uns wissen lassen wollte –, aber die physischen Rückstände von Bulgakows Drogenkonsum zeigten, wie bisher unentdeckte chemische Spuren Details über den Lebensstil und die Gesundheit eines Autors verraten und sogar Hinweise auf seinen Geisteszustand geben könnten.

Nach dieser ersten dramatischen Studie kamen Righetti und Zilberstein zu einer Reihe bemerkenswerter Erkenntnisse. Sie fanden Tuberkulose-Proteine ​​am Kragen des Hemdes, das Anton Tschechow trug, als er starb, sowie, was noch überraschender ist, ein menschliches Protein, das laut Zilberstein produziert wird, wenn ein Schlaganfall die Blutversorgung des Gehirns unterbricht, was darauf hindeutet, dass dies und Nicht die Infektion selbst war Tschechows unmittelbare Todesursache. Sie identifizierten auch TB-Proteine ​​in einem obskuren Brief, den George Orwell an einen russischen Redakteur schickte – ein besonders beeindruckendes Ergebnis, da der Brief mit der Maschine geschrieben war. Die Spuren wurden an den Ecken der Seite gefunden, dort, wo Orwell sie aus seiner Schreibmaschine gezogen hätte. Wahrscheinlich hat er sich zuerst die Finger abgeleckt, schlägt Righetti vor.

Fasziniert von der Möglichkeit, frühere Krankheiten zu erkennen, verbrachte Righetti Wochen damit, Seiten aus mittelalterlichen Sterbeurkunden in Mailand zu durchsuchen, die während einer Beulenpest-Epidemie im Jahr 1630 verfasst wurden, die fast die Hälfte der Stadtbevölkerung auslöschte. Die Forscher berichteten, dass sie mehr als 20 Proteine ​​aus Yersinia pestis, dem Bakterium, das die Pest verursacht, sowie Spuren von Mais, Karotten, Kichererbsen und Rattenkot gefunden hätten. Für Righetti, einen begeisterten Geschichtenerzähler, beschworen die Ergebnisse überarbeitete Schreiber in überfüllten Hallen herauf, die aßen, während sie Todesfälle aufzeichneten, und ihre Bücher am Ende eines jeden Tages offen ließen. „Nachts huschten die Ratten umher und suchten nach Nahrung“, sagt er. „Es war ein unglaubliches Bild.“

Es waren lebendige Einblicke in die Welt der Toten, die Righetti farbenfroh als „stroboskopische Blitze der Unterwelt“ bezeichnet. „Du hast Tschechow angezogen – Blitz! Du hast Bulgakow angezogen – Blitz!“ Unabhängig davon, ob Sie ein Objekt von vor 100 oder 1.000 Jahren analysieren, „ermöglicht Ihnen die Methode, etwas zu erhalten, an das noch niemand gedacht hat“.

Im Archiv in Sibiu beugte sich Zilberstein mit leicht zitternden Händen über den Tisch, als er mit einer Pinzette mehrere kleine beige Quadrate – die EVA-Filme – auf Draculas 500 Jahre alten Brief sowie zwei weitere vom Prinzen geschriebene Briefe platzierte. Untersetzt und schwarz gekleidet, mit starkem russischen Akzent und braunen Locken mit gebleichten Spitzen, wirkte er irgendwo zwischen Discostar und Filmschurke. Auf einem der Buchstaben bemerkte er Fettflecken, die seiner Vermutung nach vom Wachssiegel stammen könnten. Oder vielleicht ist es Blut, sagte er lächelnd: „Wir werden den Geist von Dracula herausholen!“

Svetlana – blondes Haar, Sommersprossen, in neutralen Tönen gekleidet – stand ihm bei der Arbeit zur Seite. Zusammen mit Righetti vermarkten die Zilbersteins die EVA-Technologie über ein Unternehmen namens SpringStyle Tech Design und planen, sie Institutionen wie Museen, Bibliotheken und Regierungsarchiven zur Verfügung zu stellen. Svetlana flüsterte ihm während der Arbeit Anweisungen zu und gab ihm einen Schubs, um die Platzierung der Quadrate anzupassen. Diese blieben eine Stunde lang an Ort und Stelle, beschwert von Büchern, aber nach zehn Minuten warf Gleb einen Blick darunter, um nach Anzeichen von Beschädigungen an den Briefen zu suchen. „Es ist wichtig, sicher zu sein“, sagte Svetlana.

Sie erinnerte sich, wie sie in der Staatlichen Eremitage in St. Petersburg die seltene Erlaubnis erhielten, die Donna Nuda zu studieren, ein Meisterwerk aus der Schule von Leonardo da Vinci (vielleicht sogar vom Maler selbst geschaffen). Als sie die Filme hochhoben, sahen sie zu ihrem Entsetzen weiße Flecken auf der Oberfläche des unschätzbar wertvollen Kunstwerks. Glücklicherweise war nur eine frische Lackschicht betroffen, die stärker auf die geladenen Polymere reagierte als erwartet. Den unerbittlichen russischen Kurator störte das nicht; Seine Assistenten reparierten das Finish bald mit in Alkohol getauchten Wattestäbchen. Aber damals: „Wir hatten Angst“, lachte Svetlana. „Wir hatten erwartet, dass sie uns ins Gefängnis schicken würden!“ Arhire, der mit grimmiger Miene seine Dracula-Briefe beobachtete, schien den Witz nicht zu teilen: „Hier, sie werden mich einfach schicken.“

Die Donna-Nuda-Studie war die erste, die darauf abzielte, die in Leonardos Atelier verwendeten Inhaltsstoffe so detailliert zu analysieren. Mit Erfolg: Durch den Firnis entlockten die EVA-Folien Spuren von Leinöl, Nadelbaumharz, Rosmarinöl und Eigelb (Beweis für das eibasierte Malmittel Tempera Grassa). Ein Experte beschrieb die Ergebnisse als „das künstlerische Äquivalent der Entdeckung des Coca-Cola-Rezepts“. Die Forscher vermuteten, dass Rosmarinöl, von dem Leonardo nicht bekannt war, die Farbe verdünnte und die Trocknungszeit verzögerte, was dem Künstler dabei half, Merkmale wie Landschaften zu verwischen, wenn er ein Gefühl von Tiefe erzeugen wollte.

Während wir darauf warteten, dass die elektrostatischen Kräfte Proteine ​​aus dem von Dracula geschriebenen Brief ziehen würden, sagte mir Arhire, dass Dracula seiner Meinung nach seinen berüchtigten Ruf nicht verdient habe. Zum einen sei die Pfählung damals eine normale Strafe gewesen, sagte er. Dracula verbrachte sein Leben damit, um die Kontrolle über sein Heimatland gegen die Ungarn im Norden und die osmanischen Türken im Süden zu kämpfen, was ihn an die vorderste Front des Konflikts zwischen West und Ost, Christentum und Islam brachte. Für die heutigen Rumänen, erklärte Arhire, sei Vlad kein Bösewicht, sondern ein Nationalheld.

Diese dynamische Geschichte ist zum Teil das, was Zilberstein interessiert. Siebenbürgen sei „ein einzigartiger Ort“, sagt er, weil es als Treffpunkt für Soldaten, Sklaven und Kaufleute aus ganz Europa und sogar aus der Mongolei und Persien fungierte. Diese Migranten und Reisenden hätten Handelsgüter, kulturelle Traditionen und Epidemien transportiert. Europa hatte außerdem gerade eine Phase außergewöhnlich kalten Klimas hinter sich, die laut Zilberstein ihre Spuren in den „Proteomen“ der Menschen hinterlassen haben könnte, der Momentaufnahme der Proteine ​​im Körper einer Person zu einem bestimmten Zeitpunkt. (Unter Berücksichtigung aller Modifikationen an Grundproteinen, die von den etwa 25.000 menschlichen Genen kodiert werden, könnten es etwa eine Million menschliche Proteine ​​sein.) Bei der Analyse von Draculas Briefen werden Zilberstein und Righetti nach Proteinen suchen, die mit Hungersnot, Stress und Krankheiten in Zusammenhang stehen Syphilis und Pocken; Nahrungsproteine ​​aus Lebensmitteln oder Wein; und Schädlinge wie Ratten und Fliegen. Die Hoffnung besteht darin, dass dies einen Einblick in das Leben im 15. Jahrhundert in dieser turbulenten Zeit bietet, einige Jahrzehnte vor Kolumbus' erstem Kontakt mit der Neuen Welt.

Und natürlich gibt es die verlockende Aussicht, mehr über Dracula selbst herauszufinden, der im Winter 1476/77 von Soldaten getötet wurde, die seinem von den Osmanen unterstützten Rivalen treu ergeben waren, kurz nachdem er den walachischen Thron wiedererlangt hatte. „Wir werden sehen, ob er krank war“, sagte Zilberstein. „Es gibt Geschichten, dass Dracula blutige Tränen weinte.“ Ein solcher Zustand, bekannt als Hämolakrie, existiert tatsächlich; Wenn die Tests Hämoglobin oder andere Blutproteine ​​auf den Buchstaben ergeben, „könnte das ein vorläufiger Hinweis auf Hämolakrie sein.“

Es ist eine faszinierende Idee, aber die Leichtigkeit, mit der Zilberstein und Righetti dramatische Erzählungen mit den gefundenen Proteinen verknüpfen, beunruhigt einige Wissenschaftler. Vor einigen Jahren untersuchten sie die Notizbücher des Astronomen Johannes Kepler aus dem 17. Jahrhundert, die in St. Petersburg aufbewahrt werden. Sie fanden keine Proteine, entdeckten aber Schwermetalle wie Silber, Gold, Arsen und Blei und kamen – zum Entsetzen mindestens eines Kepler-Experten, der darauf besteht, dass die Idee keinen Bezug zu den historischen Aufzeichnungen hat – zu dem Schluss, dass der Astronom auch ein praktizierender Alchemist war .

In einer anschließenden Studie untersuchten sie Joseph Stalins persönliches Exemplar von AN Tolstois Theaterstück Iwan der Schreckliche aus dem Jahr 1942, das im russischen Staatsarchiv in Moskau aufbewahrt wurde und das der Diktator während des Zweiten Weltkriegs las. Stalins gekritzelte, sich wiederholende Notizen am Rand deuten auf einen aufgeregten Geist hin. Auf diesen Seiten entdeckten Righetti und Zilberstein Lithium. „Ich sagte, er sei bipolar wie Winston Churchill!“ Righetti erinnert sich. Er betitelte ihren Artikel über die Studie, der in der Fachzeitschrift Analytical and Bioanalytical Chemistry erschien, „Stalins ‚schwarzer Hund‘“, obwohl Lithium damals häufiger zur Behandlung von Gicht als von manischer Depression eingesetzt wurde.

Wissenschaftler haben auch einige ihrer früheren Erkenntnisse und Interpretationen in Frage gestellt. Ein führender Forscher wies mich darauf hin, dass das Protein, das Zilberstein als Hinweis darauf identifizierte, dass Tschechow einen Schlaganfall hatte, genauer als allgemeiner Entzündungsmarker beschrieben werden könnte und mit einer Reihe von Erkrankungen in Zusammenhang steht, von Magenkrebs bis hin zu ALS. Und im vergangenen Juli zitierten drei führende Proteomikforscher in einem umfassenden Überblick über das Fachgebiet in der Zeitschrift Chemical Reviews die Bulgakov-Studie mit ihrer überraschenden Entdeckung von Nierenproteinen als Beispiel für ein faszinierendes, aber „unwahrscheinliches“ Ergebnis, das erforderlich war weitere Analyse und Bestätigung. (In einer E-Mail sagten die Autoren des Papiers, dass Zilberstein und Righetti nicht erklärt hätten, wie Nierenproteine ​​auf eine Manuskriptseite übertragen worden sein könnten. Zilberstein und Righetti entgegnen, dass Nierenproteine ​​durch Bulgakovs Schweiß, Speichel oder Urin ausgeschieden worden sein könnten und dies auch getan haben könnten (wurde in das Manuskript übernommen, weil Bulgakow während seiner Krankheit von seinem Bett aus schrieb.) Dennoch sagt Matthew Collins, ein Bioarchäologe und Weltmarktführer in der antiken Proteomik und Mitautor des Artikels Chemical Reviews, dass er von der Innovation weiterhin „beeindruckt“ sei Design der EVA-Technologie und ihre Fähigkeit, auf verschiedene Arten von Molekülen abzuzielen.

Eine Untersuchung des Todes des amerikanischen Autors Jack London, die das Paar derzeit abschließt, zeigt sowohl die Grenzen als auch die einzigartigen Möglichkeiten ihrer Technologie auf. London starb 1916 unter ungewissen Umständen. Als Ursache wurde Nierenversagen genannt, doch innerhalb weniger Tage begannen Zeitungen über Gerüchte zu berichten, dass er regelmäßig Drogen wie Opium, Morphium und Heroin konsumierte und möglicherweise durch eine Überdosis Selbstmord begangen hatte. In Zusammenarbeit mit Richard Rocco, einem Pharmakologen an der Samuel-Merritt-Universität in Kalifornien, beprobten Zilberstein und Righetti mehrere persönliche Gegenstände Londons, darunter Medikamentenfläschchen aus Glas, ein Medikamentenetui aus Leder und eine Broschüre über Klapperschlangenbisse. Auf den Fläschchen fanden sie Spuren von Opium und Heroin, allerdings nur in Kombination mit anderen Medikamenten, was darauf hindeutete, dass es sich um damals beliebte rezeptfreie Mittel zur Behandlung von Husten und Erkältungen handelte. „Es gab keine Überreste schwerer Drogen“, sagt Righetti. „Unsere Daten schließen die Hypothese eines Selbstmordes aus.“

Unterdessen fanden sie in einem möglichen Blutfleck auf einem Zeitschriftenartikel über eingewachsene Zehennägel durch Zucker veränderte Blutproteine, was darauf hindeutet, dass London an nicht diagnostiziertem Diabetes litt. Opioidkonsum kann Diabetes sowohl verursachen als auch verschlimmern, und Opioid-Schmerzmittel sind bei Menschen mit dieser Krankheit weniger wirksam, sagt Zilberstein. Er schlägt vor, dass die drei Faktoren zusammenwirkten: Die Schmerzen durch Diabetes führten dazu, dass London zunehmende Dosen rezeptfreier Opioide einnahm, was wiederum seine Nieren schädigte und ihn schließlich tötete.

Jay Williams, ein Wissenschaftler und Biograf aus Jack London, begrüßt die Forschung, schlägt jedoch vor, dass Wissenschaftler bei der Untersuchung des Lebens von Autoren direkt mit Geisteswissenschaftlern zusammenarbeiten sollten, um ihre Ergebnisse zu interpretieren. Er weist darauf hin, dass wissenschaftliche Daten allein nicht die Beweggründe einer Person offenbaren können. Selbst wenn Londons einzige Heroinquelle beispielsweise rezeptfreier Hustensaft war, heißt das nicht, dass London nicht süchtig war; Es lässt sich auch nicht erkennen, ob eine Überdosis versehentlich oder vorsätzlich erfolgt sein könnte. Darüber hinaus argumentiert Williams, dass Biographen bereits „ein viel umfassenderes Bild des Londoner Drogenkonsums“ geliefert hätten, als die Studie zugibt. Diese Forschung, sagt er, „hätte in diese wissenschaftliche Untersuchung einbezogen werden sollen, um genauer zu verstehen, wie London starb.“

Kenneth Brandt, Literaturwissenschaftler am Savannah College of Art and Design in Georgia und geschäftsführender Koordinator der Jack London Society, stimmt dem zu. Die Ergebnisse von Zilberstein und Righetti „bieten wertvolle Faktendaten, die die biografischen Aufzeichnungen dieser Autoren verbessern werden“, sagt er. Er betont jedoch, dass solche Daten „sorgfältig kontextualisiert werden müssen, um ein fundiertes Verständnis des Lebens der Autoren zu erhalten, was große Möglichkeiten der Zusammenarbeit für Wissenschaftler und Literaturwissenschaftler bietet.“

Righetti weist die Kritik zurück, dass er und Zilberstein in ihren Interpretationen zu weit gehen. „Klassische Akademiker – sie schreiben Arbeiten, damit niemand sie lesen kann“, sagt er. „Sie müssen sie unterhaltsam, klar und verständlich machen. Wenn ich Literatur und Geschichte einbeziehen kann – warum nicht?“ Nach einer Karriere, in der er sich ausschließlich mit Chemikern beschäftigte, findet seine Arbeit bei einem breiten Publikum auf der ganzen Welt großen Anklang. Wenn einige Leute denken, dass seine Behauptungen zu gewagt sind: „Das ist mir scheißegal! Ich habe den größten Spaß meines Lebens.“

Zurück in Sibiu ist die Stunde um und Arhire kann sich entspannen: Die Dracula-Buchstaben sind makellos. Gleb versiegelt die Filme sorgfältig in Plastikschalen und bedeckt sie mit Luftpolsterfolie, und Svetlana verteilt zur Feier Pralinen. Anschließend gehen sie durch die gepflasterten Straßen von Sibiu und bestellen in einem nahegelegenen Café Dessertwein. Dabei sehen sie aus wie alle anderen Touristen – nur dass sie in einer schwarzen Umhängetasche versteckte Geheimnisse aus der Herrschaft von Vlad Dracula verbergen, uralte Moleküle, die an ferne Welten erinnern.

Wenn Zilberstein und Righetti selbsternannte Außenseiter sind, könnte Matthew Collins das akademische Establishment repräsentieren. Collins leitet zwei Labore, eines in der Archäologieabteilung der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich und eines im dänischen Naturkundemuseum in Kopenhagen. In den letzten zwei Jahrzehnten haben Collins und seine Kollegen immer ausgefeiltere Techniken der Massenspektrometrie eingesetzt, um immer weiter in die Vergangenheit vorzudringen und so dazu beigetragen, Bereiche wie Archäologie und Evolutionsbiologie zu verändern. Sie enthüllten das erste antike Proteom eines 43.000 Jahre alten Wollmammuts und verwendeten Proteine, die in 42.000 Jahre alten Knochenfragmenten aus einer Höhle in Zentralfrankreich gefunden wurden, um zu beweisen, dass sie (und die empfindlichen Artefakte, mit denen sie gefunden wurden) gehörte eher Neandertalern als modernen Menschen, wie einige Forscher behaupteten. Sie haben sogar Teilsequenzen von Proteinen aus einer 3,8 Millionen Jahre alten Straußenschale gelesen.

Als ich diesen Sommer dort war, sah das Cambridge-Labor von Collins wie jeder andere Arbeitsbereich der Molekularbiologie aus: saubere, weiße Arbeitsplatten und Schränke voller Zentrifugen, Reagenzien und Pipetten. Aber als wir zu einem nahe gelegenen Lagerraum gingen, kamen wir an einem Fenster vorbei, durch das Reihen menschlicher Schädel ausgestellt waren, und im Raum selbst waren die Regale voller Kisten mit Aufschriften wie „Löwenjunges“, „Totenkopfäffchen“ und „Erdferkel“. " Als ich Collins fragte, was darin sei, zuckte er mit den Schultern und sagte: „Taschentücher.“

Collins‘ treibendes Interesse gilt, seit er als Teenager „Der Weiße Hai“ gesehen hat, seine Liebe zu Haien, die Tierwelt zu verstehen, aber die wachsende Leistungsfähigkeit der Proteinanalyse führt ihn auch dazu, die menschliche Vergangenheit zu erforschen. Er sagt, mittelalterliches Pergament, das aus Tierhäuten hergestellt wird, sei besonders reif für Studien, da es Einblicke in alles von der landwirtschaftlichen Praxis bis zum klösterlichen Leben geben könne. Collins‘ Forschungsgruppe entwickelte eine eigene nichtinvasive Probenahmetechnik, die ihnen „zufällig“ einfiel, als seine Kollegin Sarah Fiddyment begann, Taschenbibeln aus dem 13. Jahrhundert zu studieren.

Collins hatte mit den zuständigen Archivaren vereinbart, dass Fiddyment hauchdünne Streifen von den Rändern bestimmter Seiten entnehmen würde, um sie auf Proteine ​​zu testen. „Aber dann“, sagt er, „kam sie aschfahl zu mir.“ Die Restauratoren hatten ihr verboten, ihre Bücher anzufassen. Fiddyment wollte unbedingt ihr Projekt retten und verbrachte zwei Wochen mit den Archivmitarbeitern, um zu studieren, wie sie arbeiteten. Sie erkannte, dass sie Schmutz von alten Seiten routinemäßig durch sanftes Reiben mit gewöhnlichen PVC-Radiergummis entfernten. Raffiniert fragte Fiddyment nach den Radiergummikrümeln, und sie konnte Proteine ​​daraus genauso gut extrahieren, wenn nicht sogar besser als aus einem Stück echtem Pergament. Sie fand heraus, dass die Proteine ​​durch elektrostatische Ladungen, die beim Reiben erzeugt wurden, von der Seite gezogen wurden, etwa wenn man statische Elektrizität erzeugt, indem man einen Ballon an den Haaren reibt.

Das Schöne daran war, dass die Restauratoren bereits mit der Erstellung der Proben beschäftigt waren. „Sie werfen die Radiergummikrümel weg“, sagt Collins. „Wir dachten: Wenn sie dies in Konservierungslaboren auf der ganzen Welt routinemäßig tun und die Krümel in den Mülleimer werfen, können sie sie dann nicht stattdessen in Röhrchen kippen und an uns schicken?“ Das Projekt von Fiddyment umfasste mehr als 70 Bibeln aus Archiven in ganz Europa. Anstatt an Türen klopfen zu müssen, kommen nun Kuratoren zu ihnen.

Ein Projekt erfasste Proteine ​​aus 500 Jahre alten Knochenspitzen der Irokesen aus Kanada, indem es einfach die Plastiktüten testete, in denen die Werkzeuge aufbewahrt wurden. Die Analyse ergab, dass sie nicht wie angenommen aus leicht verfügbaren Hirsch- und Biberknochen hergestellt wurden, sondern aus Knochen von Menschen und Bären. Mündliche Überlieferungen und Clan-Embleme deuten darauf hin, dass einige Irokesen sich selbst eng mit Bären verbunden sahen, aber es war eine Herausforderung, physische Beweise dafür zu finden, wie sich diese Bindung im täglichen Leben auswirkte. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die Waffenhersteller bewusst Bären- und Menschenknochen wählten, „um ihre gegenseitige Verstrickung materiell zum Ausdruck zu bringen und die Jagdfähigkeiten der Bären symbolisch in die Hände von Menschen zu übertragen“. Ohne die Proteine ​​wäre diese Dimension völlig verfehlt worden.

Der Erfolg dieser vielfältigen Ansätze hat andere Forscher dazu inspiriert, eine Reihe minimalinvasiver Methoden zu testen, von Verdauungsenzymen bis hin zu Abrasionen. Anfang des Jahres verwendeten australische Forscher ein dermatologisches Klebeband, um Proteine ​​aus den Knochenfragmenten einer 2.500 Jahre alten ägyptischen Mumie zu entnehmen. Collins sagt, dass dermatologisches Klebeband auf Pergament nicht besonders gut funktioniert, aber er erzielt hervorragende Ergebnisse mit NanoTape, einem allgemein erhältlichen Klebestreifen, der von der Struktur von Geckofüßen inspiriert ist.

Das einfache Einfangen von Molekülen reicht jedoch nicht aus. Ebenso schwierig ist die Interpretation der Daten. Beispielsweise kann DNA präzise sequenziert werden, die Analyse von Proteinen mittels Massenspektrometrie ähnelt jedoch eher dem Abgleich von Mustern. Wenn Proteine ​​für die Massenspektrometrie ionisiert werden, neigen sie dazu, in Stücke zu brechen. Das erkannte Durcheinander von Größen und Formen wird mit einer Datenbank bekannter Proteine ​​abgeglichen; Die Software berechnet dann, welches Massenmuster sich aus bekannten Proteinen ergeben könnte, und erstellt eine Liste möglicher Übereinstimmungen. Das bedeutet, dass es schwierig sein kann, herauszufinden, welche Proteine ​​in einer komplexen und degradierten Probe vorhanden sind. Darüber hinaus konzentrieren sich die meisten Proteindatenbanken auf Krankheiten oder wirtschaftlich wichtige Pflanzen und Tiere, sodass Übereinstimmungen auf diese Art von Einträgen verzerrt sein können.

Hinzu kommt die allgegenwärtige Möglichkeit einer Kontamination – wie kann man alte Proteine ​​in einer Probe von modernen unterscheiden? In einer Studie berichteten Forscher, die die Proteine ​​auf einem neolithischen Topf aus Deutschland analysierten, über die äußerst überraschende Entdeckung des hämorrhagischen Krim-Kongo-Fiebers, einer Krankheit, die damals so weit nördlich noch nie vorkam; Eine separate Forschungsgruppe wies daraufhin darauf hin, dass die Identifizierung auf einem einzelnen Virusprotein beruhte, das im selben Labor als Forschungsinstrument verwendet wurde, was die Möglichkeit einer Kontamination erhöhte.

Collins sucht nun nach Möglichkeiten, charakteristische Schadensmuster in alten Proteinen zu identifizieren, die es Forschern ermöglichen würden, moderne Verunreinigungen herauszutrennen und „das authentische Signal zu lesen“, wie es Forscher bereits mit DNA tun können.

Im zoologischen Lagerraum in Cambridge stellte Collins‘ Kollege Matthew Teasdale, ein Archäogenetiker, eine kleine Plastikbox auf den Tisch und entfernte den Deckel. Darin befand sich ein Satz ordentlich beschrifteter Plastikröhren mit einer Höhe von etwa zwei Zentimetern. Jeder hielt an seiner Spitze ein Büschel winziger weißer Ranken – die Radiergummikrümel, die die Restauratoren bei ihrer Arbeit gesammelt hatten. Diese kaum sichtbaren Flecken wurden jahrelang gedankenlos weggewischt. Jetzt „ändern sie die Art und Weise, wie man über ein Archiv denkt“, sagt Teasdale. „Jedes Archiv ist heute eine biologische Ressource.“

Vor einigen Jahren, John McNeill, damals Präsident der American Historical Association, hielt eine provokante Ansprache, die teilweise von der Arbeit von Righetti und Zilberstein inspiriert war. „Ich werde die Frage aufwerfen“, sagte er, „ob wir einen Punkt erreichen werden, den man als „Höhepunktdokument“ bezeichnen könnte, wenn die Rate an historischen Informationen, die wir aus der erneuten Lektüre von Texten gewinnen können, von Daten aus wissenschaftlichen Quellen überholt wird Techniken.

McNeill wies darauf hin, dass die akademische Geschichte immer noch oft durch nationale Grenzen geteilt sei: Wissenschaftler seien beispielsweise auf das „kaiserliche China“ oder das „koloniale Lateinamerika“ spezialisiert. In zehn oder 20 Jahren, so schlug er vor, könnten sich Historiker stattdessen auf Interpretationsansätze spezialisieren, die durch fortschrittliche Werkzeuge ermöglicht werden, von der Analyse antiker Proteine ​​und DNA bis hin zur Paläoklimatologie oder der mikroskopischen Untersuchung von Zähnen. Vielleicht stellen sie völlig neue Fragen. Zilberstein gefällt die Idee, ein „molekulares Porträt von Diktatoren“ zu erstellen und nach Gemeinsamkeiten in Gewohnheiten, Verhalten und Stress zu suchen.

Deb Donig, Literaturwissenschaftlerin an der California Polytechnic State University, hat argumentiert, dass die Proteomik eine ähnliche „radikale Neukonfiguration“ in der Literaturanalyse auslösen könnte. Anstatt uns auf nationale Zugehörigkeiten oder Charaktere wie die russische oder jüdische Literatur zu konzentrieren, könnten wir fragen: „Wie schreiben diejenigen, die unter Stress stehen? Wie schreiben ältere Menschen? Wie schreiben Menschen im Kontext einer Hungersnot?“ Oder angesichts der Beliebtheit von Morphin bei den von Righetti und Zilberstein untersuchten Autoren könnte ein Forscher untersuchen, wie die modernistische Literatur durch Opioid-Medikamente beeinflusst wurde.

Ein weiteres Versprechen der antiken Proteomik ist der Zugang zu Menschen, die in den schriftlichen Aufzeichnungen unterrepräsentiert sind. Die konventionelle Geschichte leidet unter einem „Textfetisch“, argumentiert McNeill, was bedeutet, dass sie dazu neigt, Kriege, Politik und Wirtschaft aufzuzeichnen und im Allgemeinen Gruppen und Gesellschaften hervorhebt, die Aufzeichnungen führen. Proteine ​​hingegen können uns Aufschluss über die Aktivitäten und damit bis zu einem gewissen Grad über die Überzeugungen und Praktiken von Menschen geben, deren Anliegen nie mit Tinte niedergeschrieben wurden.

In diesem Sinne planen Zilberstein und Righetti, nach biochemischen Spuren in Logbüchern von Schiffen aus dem 18. Jahrhundert zu suchen, die schwarze Sklaven von Afrika nach Amerika transportierten. Während die Texte selbst von Sklavenhändlern verfasst wurden, hoffen die Forscher, dass die zurückgelassenen Proteine ​​etwas über die nicht aufgezeichneten Perspektiven der Sklaven verraten, etwa über ihre Lebensbedingungen, einschließlich Ernährung oder Krankheiten, an Bord der Schiffe.

Wie üblich träumt Zilberstein bereits von den Auswirkungen nicht nur auf die Geschichte, sondern auch auf die Industrie. Forscher durchsuchen bereits Regenwälder und Ozeane auf der Suche nach Mikroben (und letztendlich Molekülen), die die Arzneimittelentwicklung und andere neue Technologien unterstützen. Zilberstein glaubt, dass Bibliotheken und Museumssammlungen eine ähnliche Rolle spielen könnten, nämlich als „Aladdins Höhle“ mit seltenen Biomolekülen, die über Hunderte oder Tausende von Jahren gelagert wurden und deren Einsatzmöglichkeiten von grüner Technologie bis hin zur Medizin reichen könnten.

Als er und Righetti beispielsweise ihre EVA-Folien auf einer ägyptischen Mumie anbrachten, fanden sie Spuren von Bakterien, von denen bekannt ist, dass sie Kunststoffe abbauen, die seiner Meinung nach durch den Mumifizierungsprozess ausgewählt wurden. Er vermutet, dass Mumien ein guter Ort für die Suche nach bisher unentdeckten Arten mit ähnlichen Fähigkeiten sein könnten: „Es ist ein einzigartiger Kosmos für Organismen, die gerne Öl fressen.“ Oder, sagt er, könnten Haut- oder Blutspuren auf Kleidung, die während Epidemien getragen wird, biologische Reaktionen wie Antikörper bewahren, die die Entwicklung von Impfstoffen gegen kommende Pandemien beeinflussen könnten.

Mittlerweile ist die antike Proteomik bereits Teil der routinemäßigen Interpretation bestimmter historischer Dokumente, etwa von Pergamentmanuskripten. Bisher haben Collins und seine Kollegen mit der Radiergummi-Methode mehr als 7.000 Manuskripte aus Archiven auf der ganzen Welt analysiert. Und Zilberstein spricht davon, seine EVA-Filme auf die Walzen von Hochdurchsatz-Dokumentenscannern zu legen, um beispielsweise Proteomik in Digitalisierungsprojekte für Regierungsbibliotheken zu integrieren, sodass Millionen von Seiten gleichzeitig nach Proteinen und anderen Molekülen durchsucht werden können. erneut gescannt. „Das könnten wir jetzt machen“, sagt er. Bis es soweit ist, wollen er und Righetti die Geschichte jedoch Dokument für Dokument neu schreiben.

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Jo Marchant | | MEHR LESEN

Jo Marchant ist eine preisgekrönte Wissenschaftsjournalistin und ehemalige Redakteurin bei New Scientist und Nature. Sie ist die Autorin von „The Human Cosmos: Civilization and the Stars“ und „The Shadow King: The Bizarre Afterlife of King Tut's Mummy“. Website: jomarchant.com

Andrei Pungovschi | MEHR LESEN

Andrei Pungovschi ist ein Fotograf aus Bukarest, Rumänien.