КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 25-28-00231

НазваниеМолекулярная диагностика древнерусских икон из Государственной Третьяковской галереи для определения стратегий научно-технической реставрации.

Руководитель Авданина Дарья Александровна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук" , г Москва

Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-705 - Охрана памятников истории и культуры

Ключевые слова генетическая инженерия грибов, молекулярная биология, метагеномное секвенирование, поражение плесенью, иконы, антисептики, ДНК

Код ГРНТИ34.27.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Ожидаемые результаты
В ходе работы будут получены следующие результаты: i. Будет произведен забор микробиологических проб с объектов культурного наследия ii. Будет проведено культивирование на микробиологических средах и изоляция в чистые линии iii. Микроорганизмы будут генотипированы по характерным участкам ДНК Its 1/2, V3/V4/ будет проведено полногеномное секвенирование микроорганизмов, вызывающих биодеградацию художественных материалов объектов культурного наследия iv. Микроорганизмы-деструкторы будут охарактеризованы методом SEM; методом флюоресцентной микроскопии v. Будут созданы макеты, имитирующие художественно-реставрационные материалы древнерусских икон (связующее, яичная темпера, олифы, лаки и др.) vi. Будет проведено тестирование микроорганизмов-деструкторов на способность разрушать художественно-реставрационные материалы на созданных макетах vii. Будет проведено тестирование новых антисептиков (гетероциклических серосодержащих соединений, аналогов нуклеозидов, фосфор замещенных аналогов аминокислот) против панели микроорганизмов-деструкторов, разрушающих художественно-реставрационные материалы в макетах viii. Энзиматическая активность микроорганизмов-деструкторов будет охарактеризована спектральными методами ix. Будут разработаны рекомендации для научной реставрационной мастерской Государственной Третьяковской галереи


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Были обследованы иконы из Государственной Третьяковской галереи «Деисус из 13 фигур» и «Сошествие во ад» на предмет биологического поражения. Были культивированы микроорганизмы, присутствовавшие на поверхности икон, на торцах и задней поверхности. Был определен основной бактериальный фон, присутствовавший на иконах (Bacillus sp., B. amyloliquefaciens, B. velezensis, B. siamensis, Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Stenotrophomonas maltophilia). Были определены основные микроскопические мицелиальные грибы-деструкторы темперной живописи, которые могут начать распространяться в большом количестве в случае нарушения режима хранения предметов искусства. На иконе «Деисус из 13 фигур» доминантным плесневым грибом оказался Iodophanus sp. STG-150 (Pezizaceae, Pezizales, Pezizomycetidae, Pezizomycetes, Pezizomycotina, Ascomycota). Спектральными методами определены морфологические формы Iodophanus sp. — воздушный мицелий с конидиеносцами, везикулами и вегетативный мицелий в цепочках. Методом метагеномного секвенирования с использованием технология Illumina MiSeq проведено секвенирование грибных геномов STG-160 и STG-161 - пар чтений 2×150 пн. Проведена сборка грибных геномов из чтений, полученных на платформе Illumina. Получены в следующих количествах контиги: STG-160 – число контигов 935, длиной 26 665 056 пн, STG-161 - число контигов 457 длиной 31 974 784 пн. Всего предсказали 9775 последовательностей белков для Syncephalastrum sp. STG-160 и 11593 для Cladosporium sphaerospermum STG-161. В результате анализа геномов была определена таксономическая принадлежность анализируемых геномов – Syncephalastrum sp. STG-160 и Cladosporium sphaerospermum STG-161 непосредственно на темперной поверхности иконы, что может привести к их развитию в случае возникновения нештатных ситуаций при хранении или транспортировке. Спектральными методами определены морфологические формы Cladosporium sphaerospermum STG-161: конидиеносцы, яйцевидные конидии и ветвистые конидии. Спектральными методами определены морфологические формы Syncephalastrum sp. STG-160: спороносы, разорванные везикулы и мероспорангий, заполненный сферическими мероспорами. Также при метагеноменогом севенировании определен набор биосинтетических кластеров для STG-160 и STG-161. Так для Syncephalastrum sp. STG-160 обнаружены два кластера генов отвечающие за синтез сидерофоров – регион 30,1 составляет 44,188 пн, регион 67,1 составляет 33,521 пн. У гриба Cladosporium sphaerospermum STG-161 кластеров сидерофоров не обнаружено. Пигмент кобальта зелёного продемонстрировал наличие эксципулума гриба непосредственно в зоне инокуляции. Более того, его сферические глобулы были морщинистыми и имели форму шишки, что, возможно, указывало на подавление роста. Несмотря на сложность визуализации биодеградации на периферии зоны инокуляции, даже незначительное присутствие биоматериала можно обнаружить спектрально с помощью ИК-Фурье спектроскопии. Следует учитывать, что при воздействии на произведение искусства неблагоприятных условий с неконтролируемой температурой и влажностью, даже незначительное присутствие мицелия и спор может способствовать развитию полноценного грибного поражения. Пигмент акварельной чёрной краской, включающий смесь водорастворимых цветных пигментов, таких как марена, жжёная лазурь и сажа в гуммиарабике в качестве пластификатора, продемонстрировал умеренное, но стойкое развитие апотеция гриба после инокуляции. Интенсивность биодеградации сильно зависит от состава художественных материалов. Следовательно, возможно, что Iodophanus sp. STG-150 содержит соответствующие ферменты, способные гидролизовать полисахариды, присутствующие в гуммиарабике. Макет с морданом на масляной основе, используемый в иконографии для позолоты фоновых элементов, нимбов, лучей света, драпировок и других деталей, также продемонстрировал рост мицелия на своей поверхности. Предположительно, гриб смог развиться на материале из-за органической природы этого клея. Защитные лаки, такие как акриловые, выявили развитие мицелия в конце эксперимента, что потенциально можно было бы отнести к появлению микротрещин на поверхности материала в экспериментальных условиях, имитирующих чрезвычайную ситуацию, представляющую собой условия высокой влажности. Инокулированный гриб смог проникнуть в трещины примерно через 10 дней и начать расти, что было дополнительно подтверждено спектральным анализом. Макеты с пигментом цинковых белил выявили высохшую пленку грибного мицелия. Низкую скорость роста Iodophanus sp. STG-150 на этом пигменте, скорее всего, можно объяснить общей токсичностью ионов тяжелых металлов, таких как Zn2+, в микроорганизмах. Другие комбинации цинковых белил с земляными пигментами, такими как золотистая охра и жженая сиена, не показали развития гриба на своих поверхностях после инокуляции, возможно, из-за сильного токсического воздействия самого цинка, чем других компонентов. Отмечено, что охра является также наиболее разлагаемым материалом среди всех протестированных пигментов для Syncephalastrum sp. STG-160, в то время как Cladosporium sphaerospermum STG-161 разлагал его медленнее. Пигмент охра, относится к группе земельных пигментов, в которую входят оксиды и гидроксиды железа, цвет которых варьируется от коричневого и красного до желтого. Акварельный чёрный пигмент (комплекс: марена, жжёная берлинская лазурь и сажа) под действием STG-160 разрушался немного медленнее, чем охра. Кобальтовый зелёный значительно подавил развитие STG-160 и полностью предотвратил рост STG-161. https://rscf.ru/news/humanitarian-sciences/na-ikone-iz-tretyakovskoy-galerei-obnaruzhen-razrushayushchiy-grib/ https://www.fbras.ru/na-novgorodskoy-ikone-xvi-veka-obnaruzhen-neobyichnyiy-grib-razrushayushhiy-proizvedenie-iskusstva.html https://new.ras.ru/activities/news/na-ikone-xvi-veka-obnaruzhen-neobychnyy-grib/ https://www.mk.ru/science/2025/11/24/na-ikone-iz-tretyakovskoy-galerei-obnaruzhen-razrushayushhiy-grib.html

 

Публикации

1. Авданина Д.А., Ермолюк А.А., Башкирова К.Я., Воробьева О.Б., Троян Е.Б., Шитов М.В., Жгун А.А. Изучение способности к биодеструкции художественных материалов микроскопическим грибом Iodophanus sp., изолированным с иконы "Деисусный чин из 13 фигур" в Государственной Третьяковской галерее Национальная академия микологии, Современная микология в России. – Т. 11 (вып. 1-6) Материалы мемориальной микологической конференции. М.: Национальная академия микологии, 2025. – 328с. Тираж 500 экз. (год публикации - 2025)

2. Дарья Авданина, Ольга Воробьева, Анна Ермолюк, Николай Симоненко, Иван Волков, Людмила Александрова, Максим Ясько, Дмитрий Макаров, Максим Хомутов, Елена Кхурс, Алексей Хомутов, Ольга Рябова, Вадим Макаров, Егор Троян, Михаил Шитов, Александр Жгун Biodeterioration Aspects of the 16th Century Icon “Deesis Tier of Thirteen Figures” by the Fungus Iodophanus sp. STG-150: a Range of Materials for Biodegradation and Selection of Target Antiseptics ELSEVIER, Journal of Cultural Heritage (год публикации - 2025)
10.1016/j.culher.2025.11.001

3. Дарья Авданина, Анна Ермолюк, Николай Симоненко, Егор Троян, Михаил Шитов, Александр Жгун Molecular Diagnostics and Determining of Biodeterioration Risk for the 16th Century Icon “Descent into Hell” from the State Tretyakov Gallery Heritage, Heritage, (MDPI) 2025, 8(12), 498 (год публикации - 2025)
10.3390/heritage8120498