自從有了需要擔心的文化物品以來，人們幾乎一直在擔心真菌和其他微生物對文化物品的影響。
事實上，整個微生物學科學都始於真菌破壞文化物品。在他 1665 年出版的著作《顯微圖譜》中，英國博學家羅伯特·胡克收錄了他對一種看起來像細長莖上的花園的草圖。這是已知的最早的微生物描繪，展示了從“書本皮革封面上發現的一小塊毛狀黴菌”中提取的真菌繁殖結構。
然而，現代微生物學在保護人類最珍貴的文化物品方面發揮的作用卻出人意料地小：即通常為布面油畫的架上繪畫，它們裝飾著世界各地偉大博物館的牆壁。《PLOS ONE》週三發表的一項新研究旨在改變這種狀況，並提議利用微生物本身來預防微生物損害。
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義大利費拉拉大學的一個團隊檢查了一幅有 500 年曆史的畫作，名為《聖母加冕》，由早期巴洛克藝術家卡洛·博諾尼創作。這幅直徑九英尺的圓形作品被畫在畫布上，然後直接貼在費拉拉瓦多社群聖瑪麗亞大教堂的天花板上。這是博諾尼的傑作，為他贏得了“用液態的心臟調和色彩”的讚譽。但 2012 年的地震將這幅畫作從中間撕裂，並使其必須被移除，這揭示了圓頂天花板受到昆蟲、老鼠和鴿子侵擾造成的進一步損壞。
修復工作按照傳統方式進行。但在修復過程中，臨床微生物學家伊麗莎白塔·卡塞利和她的合著者透過用無菌拭子輕輕擦拭畫作的正面和背面來採集微生物樣本，然後在無菌試管和培養皿中培養它們。他們發現了繁盛的葡萄球菌屬和芽孢桿菌屬細菌群落，以及麴黴菌屬、青黴菌屬和其他絲狀真菌在畫作上定殖。瞭解他們正在處理的東西有助於指導文物修復師兼合著者法比奧·貝維拉誇選擇化學殺菌劑，以便在修復過程中去除這些微生物。
然而，此類殺菌劑存在問題，因為它們可能對使用它們的人員有毒。微生物群落也往往高度多樣化，一種殺死某種微生物的化學物質可能會無意中為鄰近的、更具抗藥性且可能更具破壞性的物種開闢棲息地。例如，2001 年，文物修復師開始使用化學殺菌劑進行 интенсивное 處理，以控制法國西南部拉斯科洞穴中壯觀的繪畫上的白色真菌生長，據估計這些繪畫已有 20,000 年的歷史。出乎意料的結果是，一種以前未知的真菌物種，稱為拉斯科赭麴黴，突然繁盛起來，用黑色黴菌汙染了繪畫表面。
對於這項新研究，卡塞利和她的合著者想知道，是否有可能使用有益微生物來佔據棲息地，從而擠出有害微生物，而不是無意中開闢新的棲息地。他們將來自畫作的微生物樣本放入裝有生長培養基的培養皿中，然後添加了一種天然化合物，該化合物以前主要用於預防醫院中細菌和真菌的生長。其活性成分是三種芽孢桿菌屬物種，“它們能夠透過競爭性拮抗作用和同時產生抗菌化合物來對抗細菌和真菌的生長，”卡塞利說。“使用活體芽孢桿菌而不是殺菌化合物的優勢在於它們會定殖在處理過的表面上，”她指出，並解釋說這些微生物會取代並逐漸消除汙染物，重新配置畫作的微生物群並防止再次定殖。測試產生了“令人鼓舞的初步結果”，她補充道。但這將需要在各種藝術材料和繪畫碎片上進行進一步測試，以驗證該技術是否“會對繪畫表面造成任何損害”。
在其他比架上繪畫簡單得多的藝術品保護領域，微生物和其他生物基方法的使用更進一步。例如，修復公司目前使用某些型別的細菌來去除檔案上的動物膠或建築物和雕像上結殼的汙染物。在葡萄牙天主教大學，微生物學家帕特里夏·莫雷拉目前正在試驗一種從蝦的外骨骼中提取的抗菌奈米薄膜，旨在明年晚些時候將其應用於保護波爾圖市的公共雕塑。
但是，架上繪畫，尤其是布面油畫，更具挑戰性。“布面油畫的問題在於，在一個小區域內，可能有多達 10 種不同的材料——有機和無機物結合在一起，”西班牙穆爾西亞大學的法蒂瑪·莫拉萊斯·馬林說，她與人合著了2017 年關於布面油畫生物降解的研究。一幅畫作可能會支援不同的微生物組合，具體取決於：畫布的底布是由亞麻、大麻還是棉花製成；它是否覆蓋著一層薄薄的動物膠或亞麻籽油；以及繪畫本身的顏料是否包含天然材料，如紅色蟲膠（由昆蟲或植物製成）或紅色和黃色土。
克里斯汀·德格塔迪是一位位於特拉華州的文物修復師，專門修復受颶風損壞的畫作，她沒有參與這項新研究，她認為這是一個需要謹慎的論點。卡塞利可能“發現有可能抑制有害微生物的生長——但這意味著你現在必須在畫作上應用額外的材料，”德格塔迪說。“我們從過去吸取了教訓，當我們在新畫作上噴灑清漆或向裂縫中注入新化合物時，我們真的必須小心。誰知道可能會出現什麼併發症？或者與顏料或材料發生什麼相互作用？”
塞維利亞大學的繪畫教授費爾南多·波亞託斯也沒有參與目前的工作，他也敦促對各種藝術材料進行廣泛的進一步研究。他還認為，這項新研究應該採用遺傳方法來更徹底地表徵微生物群落。（卡塞利回覆說，她在此案例中避免了遺傳分析，因為“它無法區分活的或死的微生物細胞，而我們研究的目的是分離所有活的、可培養的微生物，以測試它們對芽孢桿菌化合物的敏感性。”）波亞託斯補充說，“最好的殺菌方法是預防，將繪畫作品保持在良好的環境條件下，並適當控制溼度。”
然而，博諾尼修復後的《聖母加冕》現在又回到了它所屬的聖瑪麗亞大教堂。對於這種情況下的繪畫作品，卡塞利的研究表明，保護可能有一天會以更好的微生物群的形式出現。