Генетическое свидетельство аутентичности локона волос, представленного как реликвия в музейном портрете цесаревича Алексея, сына последнего российского императора

1 Московский государственный университета имени М.В. Ломоносова, Центр генетики и генетических технологий, биологический факультет, кафедра генетики, 119991 Москва, Россия

2 Институт общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН, отдел геномики и генетики человека, лаборатория эволюционной геномики, 119991 Москва, Россия

3 Научно-технологический университет «Сириус», Научный Центр генетики и наук о жизни, 354340 Сочи, Краснодарский край, Россия

4 Медицинская школа Чан Массачусетского университета, департамент психиатрии, 01545 Шрусбери, США

Поступила в редакцию 11.11.2021
После доработки 11.11.2021
Принята к публикации 12.11.2021

DOI: 10.31857/S032097252112006X

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: древняя ДНК, музейный экспонат, волос, мтДНК, ДНК-идентификация, масштабное параллельное секвенирование.

Аннотация

Подлинность произведения искусства – это главный фактор, обуславливающий его ценность. Применение генетического подхода для определения подлинности и происхождения музейной реликвии представлено в данной работе. Были исследованы два волоска без волосяных луковиц из локона, вмонтированного в уникальный экспонат, хранящийся в Государственном историческом музее – акварельный портрет цесаревича Алексея Романова, сына последнего русского императора Николая II. С использованием методов масштабного параллельного секвенирования, а также с помощью мультиплексной ПЦР с последующим секвенированием продуктов методом Сэнгера был проведён анализ маркёров митохондриальной ДНК (мтДНК). Для сравнения использовали реконструированную нами ранее полную последовательность мтДНК цесаревича Алексея, унаследованную им по женской линии королевы Виктории [Rogaev et al. (2009) Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 5258-5263]. Несмотря на очень низкое качество и малое количество ДНК, которое удалось выделить из уникальных исторических образцов, нами были определены информативные маркёры мтДНК в образцах из двух единичных волос без волосяных луковиц. Было показано, что гаплотип мтДНК исследованных волос соответствует гаплотипу мтДНК цесаревича Алексея, его сестры, а также матери, императрицы Александры Фёдоровны Романовой. Этот гаплотип является уникальным и отсутствует в существующих в настоящее время базах данных последовательностей мтДНК. Полученные результаты свидетельствуют о том, что локон волос, вмонтированный в портрет, имеет отношение к семье последнего российского императора Николая II. Представленная работа является первым примером успешного применения геномного метода для оценки ценности произведения искусств и показывает перспективность внедрения генетических технологий для оценки подлинности музейных экспонатов.

Текст статьи

Сноски

* Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Данная работа была частично поддержана проектом Минобрнауки России, системный номер 075-10-2020-116 (грант № 13.1902.21.0023) (разработка методов геномного секвенирования и анализа древней ДНК).

Благодарности

Авторы выражают благодарность сотрудникам Государственного Исторического Музея Евгению Лукьянову и Алексею Константиновичу Левыкину за предоставление материалов, фотографий портрета и оказанную в ходе проведения исследования поддержку.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Настоящая статья не содержит описания каких-либо исследований с участием людей или животных в качестве объектов.

Список литературы

1. Pfeiffer, H., Hühne, J., Ortmann, C., Waterkamp, K., Brinkmann, B. (1999) Mitochondrial DNA typing from human axillary, pubic and head hair shafts – success rates and sequence comparisons, Int. J. Legal Med., 112, 287-290, doi: 10.1007/s004140050251.

2. Graham, E. A. M. (2007) DNA reviews: ancient DNA, Forensic Sci. Med. Pathol., 3, 221-225.

3. Brandhagen, M. D., Loreille, O., and Irwin, J. A. (2018) Fragmented nuclear DNA is the predominant genetic material in human hair shafts, Genes (Basel), 9, 640, doi: 10.3390/genes9120640.

4. Bengtsson, C. F., Olsen, M. E., Brandt, L. Ø., Bertelsen, M. F., Willerslev, E., et al. (2012) DNA from keratinous tissue. Part I: Hair and nail, Ann. Anat., 194, 17-25, doi: 10.1016/j.aanat.2011.03.013.

5. Linch, C. A., Whiting, D. A., and Holland, M. M. (2001) Human Hair histogenesis for the mitochondrial DNA forensic scientist, J. Forensic Sci., 46, 15056J, doi: 10.1520/jfs15056j.

6. Almeida, M., Betancor, E., Fregel, R., Suárez, N. M., and Pestano, J. (2011) Efficient DNA extraction from hair shafts, Forensic Sci. Int. Genet. Suppl. Ser., 3, E319-E320, doi: 10.1016/j.fsigss.2011.09.022.

7. Müller, K., Klein, R., Miltner, E., and Wiegand, P. (2007) Improved STR typing of telogen hair root and hair shaft DNA, Electrophoresis, 28, 2835-2842, doi: 10.1002/elps.200600669.

8. Desmyter, S., Bodner, M., Huber, G., Dognaux, S., Berger, C., et al. (2016) Hairy matters: MtDNA quantity and sequence variation along and among human head hairs, Forensic Sci. Int. Genet., 25, 1-9, doi: 10.1016/j.fsigen.2016.07.012.

9. Budowle, B., Allard, M. W., Wilson, M. R., and Chakraborty, R. (2003) Forensics and mitochondrial DNA: applications, debates, and foundations, Annu. Rev. Genomics Hum. Genet., 4, 119-141.

10. Allen, M., Engström, A.-S., Meyers, S., Handt, O., Saldeen, T., (1998) Mitochondrial DNA sequencing of shed hairs and saliva on robbery caps: sensitivity and matching probabilities, J. Forensic Sci., 43, 16169J, doi: 10.1520/jfs16169j.

11. Irwin, J. A., Saunier, J. L., Strouss, K. M., Sturk, K. A., Diegoli, T. M., (2007) Development and expansion of high-quality control region databases to improve forensic mtDNA evidence interpretation, Forensic Sci. Int. Genet., 1, 154-157, doi: 10.1016/j.fsigen.2007.01.019.

12. Just, R. S., Scheible, M. K., Fast, S. A., Sturk-Andreaggi, K., Röck, A. W., et al. (2015) Full mtGenome reference data: development and characterization of 588 forensic-quality haplotypes representing three U. S. populations, Forensic Sci. Int. Genet., 14, 141-155, doi: 10.1016/j.fsigen.2014.09.021.

13. McElhoe, J. A., Holland, M. M., Makova, K. D., Su, M. S. W., Paul, I. M., (2014) Development and assessment of an optimized next-generation DNA sequencing approach for the mtgenome using the Illumina MiSeq, Forensic Sci. Int. Genet., 13, 20-29, doi: 10.1016/j.fsigen.2014.05.007.

14. Gansauge, M.-T., Gerber, T., Glocke, I., Korlevic, P., Lippik, L., (2017) Single-stranded DNA library preparation from highly degraded DNA using T4 DNA ligase, Nucleic Acids Res., 45, e79, doi: 10.1093/nar/gkx033.

15. Schubert, M., Lindgreen, S., and Orlando, L. (2016) AdapterRemoval v2: rapid adapter trimming, identification, and read merging, BMC Res. Notes, 9, 88, doi: 10.1186/s13104-016-1900-2.

16. Li, H., and Durbin, R. (2009) Fast and accurate short read alignment with Burrows–Wheeler transform, Bioinformatics, 25, 1754-1760, doi: 10.1093/bioinformatics/btp324.

17. Schubert, M., Ginolhac, A., Lindgreen, S., Thompson, J. F., Al-Rasheid, K. A. S., et al. (2012) Improving ancient DNA read mapping against modern reference genomes, BMC Genomics, 13, 178, doi: 10.1186/1471-2164-13-178.

18. Jónsson, H., Ginolhac, A., Schubert, M., Johnson, P. L. F., and Orlando, L. (2013) mapDamage2.0: fast approximate Bayesian estimates of ancient DNA damage parameters, Bioinformatics, 29, 1682-1684, doi: 10.1093/bioinformatics/btt193.

19. Rogaev, E. I., Grigorenko, A. P., Moliaka, Y. K., Faskhutdinova, G., Goltsov, A., et al. (2009) Genomic identification in the historical case of the Nicholas II royal family, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106, 5258-5263, doi: 10.1073/pnas.0811190106.

20. Holland, M. M., and Parsons, T. J. (1999) Mitochondrial DNA sequence analysis – validation and use for forensic casework, Forensic Sci. Rev., 11, 21-50.