汚れを好むバクテリアが貴重な芸術品を救うかもしれない

細菌は過小評価されています。農業から風味付けまで、これらの微生物はおそらくあなたが気づいていない方法で不可欠です。このシリーズには、細菌肥料、生物学と医学における大腸菌の役割、酢を作る微生物に関する他の 3 つの記事があります。

細菌やその他の微小生物は、伝統的に芸術作品に対する脅威とみなされてきた。しかし、ヨーロッパの少数の研究者は、微生物を自分たちのために利用している。何世紀も前のフレスコ画から油絵、巨大な大聖堂の壁まで、あらゆるものに特殊な微生物を放ち、文化遺産の本来の輝きをきれいにし、復元しようとしているのだ。

最近では、コロナウイルスによる閉鎖中に、イタリア国立新技術庁（ENEA）のチームが、イタリアのフィレンツェにあるミケランジェロの彫刻が施されたメディチ家の有名な墓から腐敗を取り除くことに成功した。しかし、微生物を使って石造物や芸術作品の表面から残骸を消費して除去するという「バイオクリーニング」というアイデアの最も初期の応用は、1990年代にジャンカルロ・ラナーリが始めたものである。

ラナーリ氏はイタリアのピサにある修復技術委員会で、美術品を損傷する微生物に関するコンサルティングを行う微生物学の専門家として働いていた。当時、修復チームは町のカンポサント・モヌメンターレにある中世のフレスコ画の修復に取り組んでいた。この墓地は第二次世界大戦中に爆撃され、オリジナルの石膏画はガーゼと動物の接着剤を使って急いでばらばらに取り除かれた。何十年にもわたる修復戦略の失敗を経て、チームはラナーリ氏が「不可能な仕事」と呼ぶものを確実にやり遂げようと決意した。

フレスコ画を洗浄する従来の化学的な方法が効果がないことが判明すると（表面が変質して水をはじいてしまう）、プロジェクトリーダーはラナリ氏に頼りました。「『でも、ラナリ博士、あなたの虫は何もできないんですか？』と微生物学者は回想します。その一見単純な質問に対して、同じように素早く即答がありました。『なぜできないの！』」

ピサのフレスコ画は有機物で覆われていたとラナリ氏は説明する。これは世界中の研究室ですでに使用されている微生物にとっての主要な食料源である。さらに重要なのは、フレスコ画の顔料を構成する無機物質は細菌にとって無関心だったことだ。理論上、微生物は顔料には手を付けずに、有機表面の変化を選択的に消費して除去するはずである。

好気性細菌のシュードモナス・スタッツェリ（Pseudomonas stutzeri） A29株が、最終的に完璧な候補となった。この微生物は、スピネッロ・アレティーノによる14世紀の「聖エフィジオとバトルの改宗」の劣化した動物性膠を完全に分解し、何十年も修復者を悩ませてきたフレスコ画の修復に成功した。

世界中の絵画には、循環する空気から絶えず汚れや垢が蓄積しており、屋外の作品には塩分、ミネラル、土が蓄積しています。2004 年に最初のカンポサント モニュメンターレ プロジェクトの結果が発表されて以来、ラナーリ氏と新世代の研究者たちは、より多くの微生物や文化遺産を対象にバイオクリーニングの限界を押し広げてきました。

外界にさらされることによる自然な劣化に加え、以前の修復で目的を果たせなかったことが、今後の他のプロジェクトに頭痛の種となる可能性がある。たとえば、システィーナ礼拝堂は 17^世紀と¹⁸世紀にワインとパンで作ったスポンジを使って清掃されたことがある (ただし、その理由は正確には不明)。20 年前、ラナーリの最初のプロジェクトは、フレスコ画を保護するために行われた作業で残った動物の接着剤の残留物に対処するものだった。しかし、時間が経つにつれて接着剤のタンパク質が劣化し、それとともに芸術作品もほぼ破壊されてしまった。

修復された層が重なり合っていると、単一の化学薬品が浸透するのは困難です。化学薬品が強すぎて貴重な下層を損傷するリスクがない限り、複数の汚染物質を同じ溶剤で除去することはできないことがよくあります。それに加えて、汚れを取り除くのに十分な量の溶剤を塗布しながらも、アートワークを損傷するほど多く塗布しないようにバランスを取る必要があります。

バクテリアは便利な解決策を提供します。バクテリアは、修復者が除去したいものだけを食べる、小さくて精密な機械のようなものです。問題は、適切なものを選択することだけです。

最初のステップは、芸術作品に本来あるべきではない物質の組成を特定することだ。ラナリ氏の当初のプロジェクトの場合、その物質は動物の接着剤に含まれるタンパク質カゼインだった。他のプロジェクトでは、ミネラル塩から落書きまであらゆる物質が除去されており、多くの表面には複数の物質が付着している。研究者は、ハイテクな化学分析技術を駆使して、対象物の正体を解明している。

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修復者が除去しようとしているものが動物の膠なのか、ミネラル塩なのか、落書きなのかを正確に把握すれば、適合する細菌を入手する方法は2つあると、スペインのバレンシア工科大学の微生物学者で文化遺産修復研究者のピラール・ボッシュ・ロイグ氏は言う。

一つの選択肢は、他の研究者によって長年にわたってカタログ化されてきた、すでに分離され特徴付けられた何千もの菌株のライブラリから選択することです。たとえば、ラナーリの最初のPseudomonas stutzeri菌株 A29 は、最初の使用以来 20 年間、他の粘着性のある動物性接着剤の状況にも適用されてきました。

2 つ目の選択肢は、自然淘汰をそのままにしておくことです。数十億の細菌候補を管理された環境に配置し、標的の汚染物質という 1 つの食料源をめぐって競争させます。数週間かけて、標的分子を燃料として利用できる少数の細菌だけが生き残ります。その後、細菌は病気を引き起こさず、塗布した表面を超えて広がらないように検査されます。

選択方法に関係なく、研究者は選択した細菌の効率を厳密にテストし、処理に最適な条件を決定します。微生物が元の芸術作品の素材と予期せず相互作用しないことを絶対に確信する必要があります。

細菌が見つかったら、修復者は小さなゲルのパッケージに微生物を塗布します。最初はテストとして小さな部分に塗布し、数時間から数週間そのままにしておきます。処理後、ゲルを剥がし、表面を拭き取り、細菌が残っていないことを確認するために作品をテストします。

その影響は甚大です。ボッシュ・ロイグ氏とそのチームは、スペインのバレンシアにあるサントス・フアネス教会の修復に重点的に取り組みました。壁画は以前の修復で残った動物の接着剤で覆われており、訪問者が 14 世紀のフレスコ画を見るのを妨げていました。この黒い固まりをうまく取り除くために、ボッシュ・ロイグ氏は、ラナリ氏の実績のあるPseudomonas stutzeriを利用しました。

「多くの人が教会を訪れ、壁画を見ていましたが、それは黒でした」と彼女は思い出す。「今では、清掃が終わって戻って来た人々は『わあ、ここにあったの？』と言います。こんな教会は見たことがないのです。」

今年、スプロカティ氏のチームと修復協力者は、フィレンツェのメディチ家礼拝堂にあるミケランジェロの彫刻が施された大理石に腐敗した遺体が染み付いているという難題に取り組んだ。この礼拝堂にはミケランジェロ家の一族の多くが埋葬されている。従来の方法では洗浄できないため、チームはパンデミックで訪問者が減っていることを利用し、細菌を慎重に検査し、有名な彫刻に待望の洗浄を施した。

しかし、こうした成功にもかかわらず、バイオクリーニングの分野は過去 20 年間で大きな進歩を遂げることができていない。ボッシュ ロイグ氏は、特殊な生物学的システムに投資するだけの関心、ニーズ、資金が適切に組み合わさっている機関はほとんどない、と語る。ラナリ氏も、この研究分野は芸術修復の現実世界からかけ離れていることが多いと認めており、科学者と美術史家との協力の必要性を強調している。

スプロカティ氏も、こうしたパートナーシップがバイオクリーニングに不可欠な要素であることに同意しています。「相互信頼は尊重されるべきものです」と彼女は言います。「相互信頼がなければ、修復、研究、分析、知識、経験、方法、科学の融合によってミケランジェロの彫刻の美の調和を取り戻すことはできなかったでしょう。」