Найти и обезвредить: ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН исследуют микроорганизмы, разрушающие предметы культурного наследия в Третьяковской галерее


Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН провели исследования микроорганизмов, способных вызывать биоповреждения органических материалов, используемых в темперной живописи. Изучая пробы, отобранные с экспонатов и внутренних коммуникаций залов Живописи Древней Руси основного исторического здания Государственной Третьяковской галереи, ученые ищут средство против разрушения микроорганизмами предметов культурного наследия 15-16 вв.

Несмотря на то, что в Государственной Третьяковской галерее — хранилище культурных ценностей, являющихся народным достоянием, — полностью соблюдаются условия содержания экспонатов (строгий контроль температурно-влажностного режима), всегда существуют нюансы хранения, транспортировки, экспозиции. Так, произведения древнерусской темперной живописи состоят из значительного числа органических и неорганических компонентов, которые используются микроорганизмами для роста, приводящего к повреждению объектов культурного наследия.

Для всестороннего изучения микроорганизмов, способных разрушать экспонаты темперной живописи, и поиска эффективных антисептиков для их защиты, ученые ФИЦ Биотехнологии РАН провели комплексную работу совместно с сотрудниками Государственной Третьяковской галереи, Московского физико-технического института, ФГБУ ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА России, Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН.

Исследователи ФИЦ Биотехнологии РАН проанализировали микробиологическое сообщество (микробиом), находящееся на экспонатах и в непосредственном окружении залов Живописи Древней Руси основного исторического здания Государственной Третьяковской галереи (Лаврушенский переулок, д. 10, г. Москва) с потенциальными следами биопоражения.

Общий вид зала № 61 с объектами исследования

 

В качестве объектов исследования выступали произведения темперной живописи: икона «Церковь Воинствующая» (1550-е гг.), фрагмент каменный скульптуры Святого великомученика Георгия Победоносца (1464 г.), икона «Святой Великомученик Димитрий Солунский» (16 в.), а также, коммуникации залов № 56, 57 и 61: стены и проемы, потолки, карнизы, откосы, подоконники, короба кабель каналов. Все отобранные 106 микробиологических проб были взяты с разрешения Главного Хранителя музейных ценностей Государственной Третьяковской галереи Городковой Татьяны Семеновны.

Бюст «Святой великомученик Георгий Победоносец» (1464 г.), известковый камень, темпера. Отбор пробы Икона «Святой Великомученик Димитрий Солунский» (16 в.), темпера. Разметка с номерами отобранных проб

На основе отобранных проб ученые получили культуры микроорганизмов, что позволило изучать их свойства в лабораторных условиях.

Затем, чтобы определить биоразлагающий потенциал микроорганизмов в отношении экспонатов и при этом работать неинвазивно с произведениями искусства мы с учеными из ФИЦ Биотехнологии РАН создали макеты с отдельными органическими материалами, которые использовались в древнерусском искусстве. В качестве основы для древнерусских икон использовали одну или несколько досок преимущественно из липы или из древесины, преобладающей в данной области: сосна, ель, лиственница, кипарис. На основу наклеивали паволоку (льняная или пеньковая ткань). Паволоку наклеивали на всю поверхность или по стыкам на соединение досок и в места доски, подверженные растрескиванию. Для приклеивания паволоки использовали обычно клеи животного происхождения: мездровые или рыбные. Далее наносили левкас, приготовленный из мела или гипса и глютинового клея с добавлением растительного масла или олифы. Для защиты живописного слоя, выполненного красками на яичном желтке, использовали олифы разного состава,- рассказывает заведующий отделом научной реставрации темперной живописи Государственной Третьяковской галереи Михаил Шитов.

Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН и отдела научной реставрации темперной живописи Государственной Третьяковской галереи в процессе создания макетов с антисептиками (слева направо: М.В. Шитов, Д.А. Авданина, Е.В. Троян, А.А. Жгун)

 

В результате культивирования на изготовленных 20-ти макетах (с клеями, пластификаторами, темперами, лаками) ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН отобрали деструкторов темперной живописи. Метагеномное секвенирование исходных проб и полученных на их основе культур (всего 210 образцов) показало, что выявленные 10 грибов-деструкторов темперных материалов являются также основными представителями исходных микробиомов.

Мы «заразили» темперные макеты микроорганизмами, обитающими в залах Государственной Третьяковской галереи, и показали их способность к разрушению органических материалов. Для того чтобы иметь возможность бороться с этими деструкторами, сначала изучили рост их культур на стандартных микробиологических средах, к которым добавляли различные соединения, созданные в четырех лабораториях ФИЦ Биотехнологии РАН и ИМБ им. В.Э. Энгельгардта РАН. Отобрали наиболее эффективные. Затем создали новые макеты с добавлением предварительно изученных 11-ти антисептиков; четыре из них оказались наиболее устойчивыми к биодеструкции, — комментирует проводимое исследование научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН Дарья Авданина.

Отбор микроорганизмов с иконы «Церковь Воинствующая» (1550-е гг.) и изучение их способности разрушать органические материалы. Показаны: рост выделенного плесневого гриба Aspergillus versicolor на скошенном агаре и макете с темперной краской; его изображение при увеличении в световом, электронном микроскопах и спектральный анализ биодеструкции макета

 

Один из 4-х наиболее эффективных препаратов использовали для обработки 2-х пораженных плесенью икон из фонда хранения Государственной Третьяковской галереи. Предварительные результаты обработки икон позволяют говорить о создании эффективного антисептика широкого спектра действия, который может быть использован для превентивной защиты экспонатов из залов Живописи Древней Руси.

Микроорганизмы способны расти на самых разнообразных субстратах. Мы изолировали из состава микробиома залов Живописи Древней Руси Государственной Третьяковской галереи наиболее опасные для темперных произведений грибы-деструкторы и сумели подобрать против них наиболее эффективные препараты, которые не оказывают негативного воздействие на сами лакокрасочные материалы. Это важно, так как используемые в настоящее время в Государственной Третьяковской галереи в отделе научной реставрации древнерусской живописи антисептики имеют свои недостатки. Они либо токсичны (как, например, пентахлорфенолят натрия), либо недостаточно эффективны и не обладают широким спектром действия (как, например, Катамин АБ), – говорит об исследовании руководитель работ, научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН Александр Жгун.

Благодаря комплексному междисциплинарному подходу специалистам из ФИЦ Биотехнологии РАН удалось не только изучить микробное разнообразие в залах Живописи Древней Руси Государственной Третьяковской галереи, но и предложить перспективное решение по защите экспонатов, являющихся достоянием культурного наследия. Описание исследований опубликовано в международном научном журнале PLOS ONE.