自从有了需要担心的文化物品以来，人们几乎一直在担心真菌和其他微生物对文化物品的影响。
事实上，整个微生物学科学都始于真菌破坏文化物品。在他 1665 年出版的著作《显微图谱》中，英国博学家罗伯特·胡克收录了他对一种看起来像细长茎上的花园的草图。这是已知的最早的微生物描绘，展示了从“书本皮革封面上发现的一小块毛状霉菌”中提取的真菌繁殖结构。
然而，现代微生物学在保护人类最珍贵的文化物品方面发挥的作用却出人意料地小：即通常为布面油画的架上绘画，它们装饰着世界各地伟大博物馆的墙壁。《PLOS ONE》周三发表的一项新研究旨在改变这种状况，并提议利用微生物本身来预防微生物损害。
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意大利费拉拉大学的一个团队检查了一幅有 500 年历史的画作，名为《圣母加冕》，由早期巴洛克艺术家卡洛·博诺尼创作。这幅直径九英尺的圆形作品被画在画布上，然后直接贴在费拉拉瓦多社区圣玛丽亚大教堂的天花板上。这是博诺尼的杰作，为他赢得了“用液态的心脏调和色彩”的赞誉。但 2012 年的地震将这幅画作从中间撕裂，并使其必须被移除，这揭示了圆顶天花板受到昆虫、老鼠和鸽子侵扰造成的进一步损坏。
修复工作按照传统方式进行。但在修复过程中，临床微生物学家伊丽莎白塔·卡塞利和她的合著者通过用无菌拭子轻轻擦拭画作的正面和背面来采集微生物样本，然后在无菌试管和培养皿中培养它们。他们发现了繁盛的葡萄球菌属和芽孢杆菌属细菌群落，以及曲霉菌属、青霉菌属和其他丝状真菌在画作上定殖。了解他们正在处理的东西有助于指导文物修复师兼合著者法比奥·贝维拉夸选择化学杀菌剂，以便在修复过程中去除这些微生物。
然而，此类杀菌剂存在问题，因为它们可能对使用它们的人员有毒。微生物群落也往往高度多样化，一种杀死某种微生物的化学物质可能会无意中为邻近的、更具抗药性且可能更具破坏性的物种开辟栖息地。例如，2001 年，文物修复师开始使用化学杀菌剂进行 интенсивное 处理，以控制法国西南部拉斯科洞穴中壮观的绘画上的白色真菌生长，据估计这些绘画已有 20,000 年的历史。出乎意料的结果是，一种以前未知的真菌物种，称为拉斯科赭曲霉，突然繁盛起来，用黑色霉菌污染了绘画表面。
对于这项新研究，卡塞利和她的合著者想知道，是否有可能使用有益微生物来占据栖息地，从而挤出有害微生物，而不是无意中开辟新的栖息地。他们将来自画作的微生物样本放入装有生长培养基的培养皿中，然后添加了一种天然化合物，该化合物以前主要用于预防医院中细菌和真菌的生长。其活性成分是三种芽孢杆菌属物种，“它们能够通过竞争性拮抗作用和同时产生抗菌化合物来对抗细菌和真菌的生长，”卡塞利说。“使用活体芽孢杆菌而不是杀菌化合物的优势在于它们会定殖在处理过的表面上，”她指出，并解释说这些微生物会取代并逐渐消除污染物，重新配置画作的微生物群并防止再次定殖。测试产生了“令人鼓舞的初步结果”，她补充道。但这将需要在各种艺术材料和绘画碎片上进行进一步测试，以验证该技术是否“会对绘画表面造成任何损害”。
在其他比架上绘画简单得多的艺术品保护领域，微生物和其他生物基方法的使用更进一步。例如，修复公司目前使用某些类型的细菌来去除文件上的动物胶或建筑物和雕像上结壳的污染物。在葡萄牙天主教大学，微生物学家帕特里夏·莫雷拉目前正在试验一种从虾的外骨骼中提取的抗菌纳米薄膜，旨在明年晚些时候将其应用于保护波尔图市的公共雕塑。
但是，架上绘画，尤其是布面油画，更具挑战性。“布面油画的问题在于，在一个小区域内，可能有多达 10 种不同的材料——有机和无机物结合在一起，”西班牙穆尔西亚大学的法蒂玛·莫拉莱斯·马林说，她与人合著了2017 年关于布面油画生物降解的研究。一幅画作可能会支持不同的微生物组合，具体取决于：画布的底布是由亚麻、大麻还是棉花制成；它是否覆盖着一层薄薄的动物胶或亚麻籽油；以及绘画本身的颜料是否包含天然材料，如红色虫胶（由昆虫或植物制成）或红色和黄色土。
克里斯汀·德格塔迪是一位位于特拉华州的文物修复师，专门修复受飓风损坏的画作，她没有参与这项新研究，她认为这是一个需要谨慎的论点。卡塞利可能“发现有可能抑制有害微生物的生长——但这意味着你现在必须在画作上应用额外的材料，”德格塔迪说。“我们从过去吸取了教训，当我们在新画作上喷洒清漆或向裂缝中注入新化合物时，我们真的必须小心。谁知道可能会出现什么并发症？或者与颜料或材料发生什么相互作用？”
塞维利亚大学的绘画教授费尔南多·波亚托斯也没有参与目前的工作，他也敦促对各种艺术材料进行广泛的进一步研究。他还认为，这项新研究应该采用遗传方法来更彻底地表征微生物群落。（卡塞利回复说，她在此案例中避免了遗传分析，因为“它无法区分活的或死的微生物细胞，而我们研究的目的是分离所有活的、可培养的微生物，以测试它们对芽孢杆菌化合物的敏感性。”）波亚托斯补充说，“最好的杀菌方法是预防，将绘画作品保持在良好的环境条件下，并适当控制湿度。”
然而，博诺尼修复后的《圣母加冕》现在又回到了它所属的圣玛丽亚大教堂。对于这种情况下的绘画作品，卡塞利的研究表明，保护可能有一天会以更好的微生物群的形式出现。