他們從17世紀瘟疫檔案中提取了蛋白質，這能揭示什麼秘密？

從文物、檔案中提取蛋白質來研究歷史甚至名人軼事已經不是新鮮事。《紐約客》長文介紹了該技術近年來的運用和業內評價。因篇幅限制，譯文有刪節。

（vicko238/編譯，Ent/校）2010年10月，義大利宗教歷史學家阿爾伯托·梅洛尼（Alberto Melloni）站在佛羅倫薩勞倫特圖書館閱讀室前的櫻桃木小箱前。這個盒子很有年頭，輕度磨損，上面用墨水寫著拉丁文。它在圖書館一個特別的斜面閱讀桌裡封存了幾個世紀，桌子由米開朗基羅設計。梅洛尼滑開箱蓋，裡面是一條黃色的絲綢圍巾，包裹著一本沒有手掌大的13世紀聖經，書頁散落成一片片的。

這本聖經「書質非常差，」梅洛尼最近告訴我，「非常黑，啥也看不清。」但它有獨一無二的經歷。在1685年，一個曾到過中國的耶穌會神父將這本聖經交給了美第奇家族，認為這本書曾經屬於到達忽必烈汗王庭的旅行者——馬可·波羅。雖然故事不像是真的，但這本書幾乎可以肯定被早期傳教士帶往中國，並在那裡待了幾個世紀，被學者和其他中國人放在手中。因此，在亞洲天主教歷史上這是一件關鍵物品。

梅洛尼是博洛尼亞一家致力研究教會史的機構的負責人。他之前聽說過「馬可·波羅聖經」，可直到2008年一位同事在勞倫特圖書館的展覽上看到這本破爛的書籍時，他才意識到聖經情況有多糟糕。他發起了一個修復項目以探索它的歷史。「你拿著手稿，」梅洛尼說。「但也拿著手稿承載的故事。」

修復耗時18個月。一萬片聖經書頁被重新組裝在一起。在這個過程中，梅洛尼決心要用到最先進的科學分析。「我們應該把要用在《蒙娜麗莎》上的那些都用在這本聖經上。」他告訴同事。他聯繫了米蘭理工大學的文化遺傳中心尋求建議，那是義大利最大的科學類學府。除了常規文保手段——研究顏料的紫外攝影和紅外光譜，專家建議了蛋白質組學。「那是我這輩子頭一次聽到『蛋白質組學』這個詞。」梅洛尼回憶道。

蛋白質組學是對生命體中蛋白質相互作用的研究。這門技術研究的人類基因大概有兩萬個，這些基因排列組合生成的蛋白質就是蛋白質組學在乎的東西。蛋白質組學追求完整性。一個人類細胞的「蛋白質組」含有數十億計的蛋白質，有時被比喻成一本地圖集。它可以帶領遺傳學家和製藥公司找到疾病的早期標誌，或是衰老的精確機制，或是癌症治療的有望靶點。數據分析和實驗設備在矚目進展中每年都變得更加廉價和強大，已讓這一領域成為可能。化學家能夠用頂級質譜儀篩找含有數千種蛋白質的樣本，來研究其中一個分子。

2000年起，蛋白質組學吸引了另外一小群科學家的注意，他們相信這一領域能極大擴展我們對過去的了解。在適當的條件下，蛋白質能保存數百萬年。在最近幾年，蛋白質組學對藝術品和考古遺存的研究揭示了明晰度驚人的生物資訊，展現出17世紀宗教雕塑外層薄似蛛絲的魚膠，辨識出新石器時代灰坑中面目全非的骨頭裡的兒童乳牙。在2008年，研究者能夠對600年前阿拉斯加因紐特人遺址烹鍋裡的港海豹蛋白質測序。三年後，化學家在一隻猛獁象股骨中發現了126種蛋白質。

梅洛尼計劃把一些聖經碎片送到米蘭。2011年秋天，幾塊殘片到達了裡蓋蒂（Pier Giorgio Righetti）的實驗室。這位身量瘦高、年過七十的化學家因為電泳法而為蛋白質組學領域所知，這一方法能靠電荷幫助分子按大小篩分。

檢測「馬可·波羅聖經」是裡蓋蒂第一次對古物進行研究。為此，裡蓋蒂至少讀了六本關於馬克·波羅的書。

在實驗室裡，裡蓋蒂與手稿書頁苦苦糾纏。這些書頁嚴重皺縮，無法用常規技術——某種溶液——移取蛋白質。某個晚上，絕望之中，他的一個同事把其中一塊碎片放到微波爐裡加熱。「該死的微波爐！」裡蓋蒂說。這麼做成功了。

用質譜儀跑完所有樣本後，裡蓋蒂和團隊在這本認為是胎羊皮製成的聖經上找到了8種生物分子。但這些蛋白屬於牛，所以證明這不是羊皮紙而是牛皮紙。結合文本中的證據，這本書可能製成於1250年前的法國南部。

裡蓋蒂看到數據清晰顯現出的750年歷史的蛋白質後興高采烈。他把寫在文章裡，增添進為數量不多但正處增長中的中世紀手稿蛋白質組學文獻。

在修復項目最後，梅洛尼飛到北京向北京大學圖書館的觀眾展示了這本聖經。那裡的空氣略微濕潤。書頁在他翻開時短暫地顫動，似乎在呼應一段記憶。「它們有種運動感，」梅洛尼回憶道，「像是翅膀一樣。」

2017年年初，裡蓋蒂著手從米蘭國家檔案裡提取腺鼠疫的證據。他謹慎地接觸米蘭館藏中鼠疫年代留下的記錄，查看它們是否包含鼠疫桿菌的蛛絲馬跡。最後，裡蓋蒂了解到他可以簡單地檢測這個城市的死亡記錄。

與「馬可·波羅聖經」不同，米蘭檔案中的紙張是棉質的，狀態極好。已經從大學職務退休的裡蓋蒂花了幾周反覆閱讀死者列表。城市的一半人口在瘟疫中覆滅。「我選出最髒的幾頁，」裡蓋蒂說。一個晚上，他回到公寓發現腿上長了紅疹子。「我和老婆說『啊，我得了鼠疫，』」他回憶道。裡蓋蒂的老婆是名生化學家，嘲笑他想太多。「她是對的，謝天謝地。」

裡蓋蒂和身為發明家的好友奇博斯坦因（ Gleb Zilberstein ）用醋酸乙烯薄膜在書頁右下角取樣——那是書頁最常被人碰觸的位置。檢測後，「收穫難以置信。」裡蓋蒂說。他們從瘟疫檔案中提取到超過600中蛋白質，包括鼠疫桿菌中的17種。與瘟疫證據一起，還發現了大鼠、小鼠的蛋白質，羊奶與炭疽病細菌的痕跡，粉碎的煙草、鷹嘴豆、大米、胡蘿蔔和玉米——指示出記錄這場災難的文書員的食譜。這些蛋白質單個來看都沒什麼驚奇的。但在一起，它們聚合成一座瘟疫肆虐的城市，害蟲在新鮮寫就的死者姓名間竄動。

裡蓋蒂和奇博斯坦因發表了瘟疫結論的論文，並上了義大利的電視節目。他們提取蛋白質的方法也受到關注。「我基本上是對他開發出的這些概念感到敬佩，」劍橋大學教授馬修·柯林斯（Matthew Collins）這樣說起裡蓋蒂，他八十多歲了，是研究甲殼類化石蛋白起家的考古學者。「工作最初的幾十年裡，是個很悲慘的過程，」他說。但是蛋白質組學和質譜技術的到來改變了他的工作。「我們依仗著這些不可思議的技術，」他說。「裡蓋蒂是領頭人，而我們只是跟著。」柯林斯也使用了非破壞性技術從歷史檔案中取樣，但他的方法更簡單：依靠管理員日常用橡皮擦得的拓印獲取蛋白質。2011年開始，他從拓印中收集了中世紀歐洲的牛、綿羊和山羊的生物資訊。

柯林斯告誡說，歷史學中的蛋白質組學技術還處於嬰兒階段。「我們仍然需要學習這些東西意味著什麼，」他說。但是，當你意識到任何一個老物件的表面可能有新近可識別的生物資訊時——你拿著一件手稿，你也拿著手稿承載的故事——這讓你重新審視世界上的圖書館和檔案室，並好奇它們包藏了多少秘密。2015年，華盛頓的福格莎士比亞圖書館的研究者在一本1637年聖經的書縫裡擦拭取樣，並發現了至少一個屬於北歐人的DNA，該人有痤瘡。圖書館沒有發表這個稱為「灰塵團」的項目實驗，部分原因是消化結論需要一些時間。「對我們來說，這變得很明顯，我們除了擁有人文學者的大量研究資料外，還擁有生物檔案，」圖書館負責人邁克爾·威特莫（Michael Witmore）告訴我。這座機構掌握了私人稿件在內的莎士比亞大量材料。「這是接近時的戰慄，」威特莫說，「感覺一個活生生的人或者群體就在附近了。」

五月，奇博斯坦因邀請我去聖彼得堡，在那裡他將要檢測17世紀天文學家約翰尼斯·開普勒（Johannes Kepler）的筆電。在鼠疫研究之後，奇博斯坦因就著迷於開普勒。其中一個原因是米蘭瘟疫爆發源於神聖羅馬帝國的軍隊入侵北義大利，破壞村莊並帶去病原。

在瘟疫發生的那年，開普勒作為數學家服務於阿布切特·凡·華倫斯坦（Albrecht von Wallenstein）將軍，這個人當時統領帝國軍隊。開普勒11月死於雷根斯堡，奇博斯坦因懷疑他的死和瘟疫有所聯繫。

開普勒是科學史上的一個迷。1571年他出生於斯圖加特附近，那是個充滿鬥爭和激烈的宗教偏執的年代。在他過世之後50年，開普勒行星運動定律推動了牛頓的科學革命，但他本人生前卻狂熱獻身於揭示上帝的設計。1620年，他曾不得不為被推上女巫審判的母親作法律辯護。開普勒的文稿是由幾何學、科幻小說、占星學與驚人理性組成的漩渦。他想出行星與太陽系以橢圓形軌道運動；他相信地球和我們一樣也會出汗和放屁。在1601到1612年之間，他是神聖羅馬帝國皇帝魯道夫二世宮廷裡的數學家。開普勒身材單薄，視力堪憂，他的很多結論都基於他的前輩——著名丹麥天文學家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）——的觀察。但那些充滿想像力的飛躍性成果都是開普勒本人的。為了證明地球繞著太陽轉的速率不是恆定的，他假設自己站在火星表面的一個瞭望塔裡計算軌道。「一個純粹天才的點子。」愛因斯坦這樣說。

俄國女皇凱瑟琳大帝在1773年得到開普勒的手稿並把它們運到聖彼得堡。自1938年，這些稿子被保存在俄國科學院，建築坐落於當地動物博物館背後的一個安靜院落。那裡有一輛紅色拖拉機，一顆楊樹開得正盛。那些檔案位於一扇暗棕色金屬門之後。「非常原真，」奇博斯坦因點頭道。

與開普勒文稿專家彼得·申克爾（Peter Michael Schenke）交談之後，奇博斯坦因決定檢測一份開普勒的論文。這篇文章大體基於古希臘數學家希帕克斯（Hipparchus）的理論，開普勒斷斷續續寫了25年，直到去世也沒完成。奇博斯坦因翻動長長的泛黃的書頁，上面密密麻麻是開普勒的筆跡、圖表、刪除線、代表日地月的長條狀幾何學圖解。「這些問題非常美妙，」開普勒在1619年提到他的希帕克斯研究時說，「這項工作無可逾越。」

奇博斯坦因帶了兩套取樣薄膜：一套用於移取蛋白質，一套用於提取重金屬。2010年，第谷的遺骨在布拉格發掘，他的鬍子、骨骼和頭髮裡檢測到金、銀、砷的殘留。在16至17世紀交接之際，鍊金術是當時宮廷的共同追求，而第谷是一位熱心的發起人，奇博斯坦因想知道能否從開普勒的文稿中發現相似的金屬。他花了一個小時翻閱書頁，尋找稱之為可疑的位置——唾液或褪色的痕跡——以放上膠片。

最後，他找到了一組黑墨水造成的開普勒指紋，跨越右手邊的頁緣。他小心地在手稿上用了17張膠片，外加冊子後面空白頁上的一個控制組。接著，我們等待薄膜取樣生效。一小時後，奇博斯坦因取回樣本並填好標籤：「2018年5月21日，蛋白質分析」。

裡蓋蒂和奇博斯坦因的最終希望能商品化他們的技術。今年夏天，奇博斯坦因與冬宮博物館簽下了一份初步合約。他認為二人的技術是歷史學裡的基因測序，只不過樣本來自過世的人。

但行業裡其他人有不同看法。比如，在灰塵團項目後，福格莎士比亞博物館的文保人員考慮如何最好地保存檔案，以便用於未來的分析。

新技術的快速發展引發了一定程度的謹慎。劍橋的科林斯給我看了最近幾份蛋白質組學的論文，這些論文曾提出驚人觀點，但後續又被提出質疑。因為這種分析太精細了，樣本在實驗室遭受汙染的風險一直都存在。

這些不確定性讓文物管理者無法地把館藏放心交給技術人員。在牛津大學圖書館和大英圖書館，都不允許科林斯的擦除技術取樣。「我們被告知，『沒人能從我圖書館的書上擦走分子！』」科林斯說。

在更廣闊的層面上，不難看出為什麼蛋白質組學可能對人文學者展現威脅。學者們解讀手稿、繪畫和古物的權威地位長久以來未受挑戰。

「對於我們與科學的聯繫，人文學界有種防禦姿態，」威特莫說。不過，他預測基於蛋白質組學的論文將在未來五年出現在文學和歷史學期刊上。「不管是數據挖掘、蛋白質組學，還是基因組學，人文學界可能要有新朋友了。」他說。

7月末，我飛到米蘭了解開普勒文稿的檢測結果。

研究出現了一些問題。原因可能在於聖彼得堡對文稿的處理，或是在米蘭準備樣本時的一個錯誤，質譜儀對這些蛋白質的第一次分析失敗了。

但奇博斯坦因的金屬分析傳來有趣得多的結果。金、銀、鉛、砷的痕跡在螯合膠片捕捉的地方到處都是，時對照組水準的3到9倍。一些水銀讀數的水準甚至更高。這些金屬令人回想起對第谷進行檢驗的結果，也讓奇博斯坦因與裡蓋蒂考慮開普勒和鍊金術的聯繫。但是，與第谷不同，開普勒沒有留下實施鍊金術或服用其產物的記錄。兩人非常激動，並對他們的發現充滿信心。

對開普勒手稿的檢測是他們工作中第一次挑戰（而非增補）歷史記載。當我問他們學者們對得知開普勒可能是鍊金術士有何最初反應時，兩個科學家當時有些難為情。「很不安，」裡蓋蒂小聲說。那天早上，奇博斯坦因從開普勒委員會的申克爾處得到一封充滿懷疑的郵件，說不相信這件事。

我把裡蓋蒂論文初稿拿給劍橋大學歷史學教授烏林卡·魯布克（Ulinka Rublack），她是開普勒生平和文稿研究的權威。她同樣不信服。和第谷這個有錢貴族不一樣，開普勒一直沒什麼錢，並且避免做要動手的工作，二者組合不太像一個鍊金術士。「他是帝國的數學家。他是最有抱負的科學家之一，」魯布克說。「（如果他是鍊金術士）他會需要一個大實驗室和設備來達到令他滿意的水準。」

但是，只要金屬痕跡屬於開普勒本人，就存在開普勒服用鍊金術藥石的可能性。「你知道，這是個巨大的謎團，」申克爾承認。「我自己也在懷疑。」聲稱開普勒進行鍊金術實驗顯然比發現不言而喻的、甚至是陳腐的生平文化碎片要吸引人。但這也許是對古代文稿進行蛋白質組學和化學分析的主要價值所在。「歷史的諷刺在於，最顯然的東西被討論得最少，」帕特裡克·博納（Patrick Boner）是美國天主教大學的訪問學者，曾寫過一本關於開普勒的占星術的書。

當我給博納發送裡蓋蒂和奇博斯坦因的開普勒研究初稿時，他說他在鼠疫論文時就已經知道兩人的工作了。「這開啟了一扇門，」他說，「我欣賞這個項目在於，它對文字記錄外的內容有多少解讀。」開普勒曾在他自己於星體、物質與想像之外的事物的研究（而不是印在課本裡的那些）中寫道，「我彷彿曾閱讀神諭，以這個世界本身的形式展現，用基本事物而非字母書寫而成：『人啊，把你的理性延伸至此，這樣你才可能明白這些事物。』」