DNA Traces on the Shroud of Turin: Metagenomics of the 1978 Official Sample Collection

Questo studio analizza i reperti del 1978 del Telo di Torino tramite metagenomica, rivelando una complessa diversità biologica che include lignaggi mitocondriali umani, un microbioma cutaneo e ambientale, contaminanti vegetali e animali, e fornendo prove di riparazioni avvenute nel 1534 e nel 1694.

L'essenziale

Immagina la Sindone non come un semplice pezzo di stoffa, ma come un vecchissimo quaderno di appunti che ha viaggiato per il mondo per 2.000 anni. Ogni volta che qualcuno lo toccava, lo spostava, lo riparava o lo conservava, lasciava una "firma" invisibile: un pezzetto di DNA, come un'impronta digitale biologica.

Questo studio scientifico è stato come aprire quel quaderno e leggere tutte le note a margine scritte da persone, piante e animali nel corso dei secoli, usando una tecnologia moderna chiamata "metagenomica" (che è come avere un microscopio capace di leggere il codice genetico di tutto ciò che tocca la stoffa).

Ecco cosa hanno scoperto, diviso per "capitoli":

1. Le "Impronte Digitali" delle Persone (Il DNA Umano)

Quando hanno analizzato il DNA trovato sulla stoffa, si aspettavano di trovare tracce di molte persone diverse. E in effetti ne hanno trovate!

• Il "Collezionista" principale: La maggior parte del DNA umano trovato corrisponde a quello di Pierluigi Baima Bollone, il professore che nel 1978 ha raccolto i campioni ufficiali. È come se avessimo trovato la sua "firma" ovunque, perché lui e il suo team hanno maneggiato la Sindone.
• Altri viaggiatori: Oltre al professore, hanno trovato tracce di altre persone. Alcune provenivano dall'Europa occidentale, ma altre avevano un DNA tipico del Medio Oriente (come la comunità dei Drusi) o dell'Asia. È come se la stoffa avesse "assorbito" l'aria e il tocco di persone che vivevano in quelle zone antiche.
• Il paradosso: Non sono riusciti a trovare il DNA originale di chi avrebbe avvolto il corpo di Gesù (se fosse vero), perché la stoffa è stata toccata da così tante persone nel corso dei secoli che le tracce originali sono state "coperte" da un mare di DNA moderno e storico.

2. Il "Giardino" di Piante (Il DNA Vegetale)

La Sindone è stata come un tappeto volante che ha raccolto semi e pollini da tutto il mondo.

• Le verdure europee: Hanno trovato tantissimo DNA di carote e grano. Ma c'è un dettaglio curioso: le carote trovate sono geneticamente simili a quelle coltivate in Europa tra il 1400 e il 1500. Questo suggerisce che la stoffa è stata contaminata da verdure europee in epoca medievale o successiva, non nell'antichità.
• I "viaggiatori" esotici: Hanno trovato tracce di banane, mais, pomodori e arachidi. Queste piante sono native delle Americhe e sono arrivate in Europa solo dopo la scoperta dell'America di Colombo (dopo il 1492). La loro presenza sulla Sindone è una prova che la stoffa è stata maneggiata o conservata in ambienti dove queste piante erano già note, quindi dopo il 1500.
• Il corallo rosso: Hanno trovato DNA di corallo rosso del Mediterraneo. È come se la Sindone avesse "assaggiato" l'acqua salata o fosse stata conservata in un luogo vicino al mare, forse in un porto commerciale.

3. I "Vicini di Casa" (Batteri, Funghi e Animali)

La stoffa non è mai stata sola; è stata un ecosistema in miniatura.

• I batteri della pelle: Hanno trovato molti batteri che vivono sulla nostra pelle (come quelli che causano l'acne o lo stafilococco). È la prova che la Sindone è stata toccata a mani nude, senza guanti, per secoli.
• Gli abitanti del sale: Hanno trovato batteri che amano il sale (alofili). Questo suggerisce che la stoffa potrebbe essere stata conservata in ambienti molto secchi o salini, o forse è stata lavata con acqua salmastra nell'antichità.
• Animali domestici: Hanno trovato DNA di gatti, cani, mucche e galline. Questo conferma che la Sindone è stata conservata in case, stalle o chiese dove vivevano questi animali, non in un deserto isolato.

4. La "Riparazione" (La Datazione al Carbonio)

Due fili di stoffa prelevati dal cofanetto (reliquario) sono stati datati al carbonio.

• Il risultato: Non sono antichi di 2.000 anni, ma risalgono al 1534 e al 1694.
• La storia: Questo corrisponde perfettamente alla storia documentata! Nel 1532 un incendio danneggiò la Sindone e delle suore la ripararono nel 1534. Nel 1694 ci furono altri lavori di restauro. Questi fili sono le "toppe" messe dai sarti dell'epoca, confermando che la Sindone è stata curata e riparata in quei secoli.

In sintesi: Cosa ci dice tutto questo?

Immagina la Sindone come un millefoglie biologico. Ogni strato è un periodo storico diverso:

1. C'è la stoffa di base (di cui non possiamo ancora dire con certezza l'età con questo metodo).
2. Sopra ci sono le "toppe" del 1500 e del 1600.
3. Poi ci sono i "graffiti" delle verdure americane arrivate dopo il 1492.
4. Infine, c'è lo strato più recente delle mani degli scienziati del 1978.

La conclusione: Questo studio non dice se la Sindone è vera o falsa, né se è di 2.000 anni fa. Dice invece che la Sindone è un oggetto storico vivo, che ha viaggiato attraverso l'Europa, il Mediterraneo e forse il Medio Oriente, toccato da molte mani, conservato in case con animali e piante, e riparato più volte. È una testimonianza incredibile della nostra storia, delle nostre abitudini e dei nostri viaggi, scritta non con l'inchiostro, ma con il DNA.

Sommario tecnico

Titolo dello Studio

Tracce di DNA sulla Sindone di Torino: Metagenomica del Campionamento Ufficiale del 1978.

1. Il Problema e l'Obiettivo

La Sindone di Torino è un lenzuolo di lino che mostra l'immagine di un uomo ferito, venerato come il telo sepolcrale di Gesù. La sua origine storica e geografica è oggetto di intenso dibattito. Sebbene le datazioni al radiocarbonio del 1988 suggerissero un'origine medievale (1260-1390 d.C.), i dati grezzi e le analisi statistiche successive hanno sollevato dubbi sulla loro omogeneità, lasciando aperta la possibilità di un'origine più antica (pre-1204, Medio Oriente).
Lo studio precedente (Barcaccia et al., 2015) aveva analizzato campioni del 1978 utilizzando la PCR, identificando una vasta gamma di DNA umano, vegetale e animale. Tuttavia, la PCR è soggetta a bias di amplificazione.
Obiettivo: Questo studio mira a riesaminare i campioni originali raccolti nel 1978 da Pierluigi Baima Bollone utilizzando una metodologia di sequenziamento di nuova generazione (NGS) shotgun e analisi metagenomica. L'obiettivo è caratterizzare la diversità biologica (umana, microbica, vegetale, animale) presente sui campioni, distinguendo tra contaminazione moderna, tracce antiche e fonti ambientali, per fornire nuovi indizi sulla storia geografica e temporale dell'artefatto.

2. Metodologia

Lo studio ha adottato un approccio rigoroso di genetica antica e metagenomica:

• Campioni: Sono stati analizzati 12 campioni originali del 1978 (filamenti di lino, polvere aspirata, frammenti biologici) prelevati da diverse zone dell'immagine (viso, mani, glutei, piedi) e dai bordi. Sono stati inclusi controlli negativi e un campione di lino moderno contaminato artificialmente.
• Estrazione e Librerie: Estrazione del DNA in camere pulite (clean rooms) con tecniche ottimizzate per DNA antico/degradato. Costruzione di librerie genomiche shotgun con trattamento parziale dell'uracile (half-UDG) per preservare i pattern di danno post-mortem (PMD).
• Sequenziamento: Utilizzo di piattaforme Illumina (NextSeq 550 e 2000) con strategia paired-end.
• Analisi Bioinformatica:
  • DNA Umano: Allineamento al genoma di riferimento umano (hs37d5) e al genoma mitocondriale (rCRS). Calcolo dei punteggi PMD (Post-Mortem Damage) per distinguere DNA antico da moderno. Analisi di parentela (kinship) e determinazione del sesso genetico.
  • Metagenomica: Classificazione tassonomica tramite Kraken2, MetaPhlAn e allineamento BLASTn contro il database NCBI nt. Assemblaggio de novo dei contigs per migliorare l'identificazione di specie non umane (piante, animali).
  • Proteomica: Analisi LC-MS/MS per identificare peptidi proteici.
  • Datazione: Campioni di lino dal reliquiario (R58) inviati al CEZA (Mannheim) per datazione al radiocarbonio (14C).
  • Analisi Filogenetica: Confronto del DNA vegetale (in particolare carota) con genomi di riferimento di cultivar moderne e antiche per determinare l'epoca di contaminazione.

3. Risultati Chiave

A. DNA Umano

• Contaminazione Moderna: La maggior parte del DNA umano rilevato mostra pattern di danno tipici del DNA moderno. L'analisi filogenetica ha identificato un'alta prevalenza dell'aplogruppo mitocondriale K1a1b1a, che corrisponde esattamente al genoma mitocondriale di Pierluigi Baima Bollone (il collezionista dei campioni del 1978). Le analisi di parentela confermano una relazione di primo grado (o individuo stesso) tra i campioni TS e il collezionista.
• Altri Aplogruppi: Sono stati identificati altri lignaggi mitocondriali, tra cui H2a2 (lineaggio di riferimento), H1b (comune nell'Eurasia occidentale) e H33 (raro, tipico del Vicino Oriente e frequente tra i Drusi).
• Conclusione: Il DNA umano è prevalentemente dovuto alla manipolazione moderna e storica, rendendo difficile isolare un "DNA originale" antico, sebbene la presenza di lignaggi del Vicino Oriente (H33) sia coerente con un'origine mediorientale o contatti storici.

B. Microbioma (Batteri, Archaea, Funghi)

• Batteri: Dominanza di specie associate alla pelle umana (Cutibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis, ecc.), confermando il contatto umano diretto.
• Archaea: Presenza significativa di Halobacteria, organismi adattati ad ambienti ad alta salinità. Questo suggerisce condizioni di conservazione in ambienti salini o pratiche di lavorazione del lino (macerazione in acqua salmastra) antiche.
• Funghi: Identificazione di Debaryomyces hansenii (lievito osmofilo, comune in ambienti salini e formaggi) e muffe saprofite (Aspergillus), indicativo di condizioni di stoccaggio variabili e umidità.

C. DNA Vegetale e Animale (Metagenomica)

• Vegetale: È stata rilevata un'enorme diversità di specie.
  • Carota (Daucus carota): La specie più abbondante (30,9%). L'analisi genetica ha dimostrato che il DNA della carota sulla Sindone è geneticamente più simile alle cultivar moderne e migliorate sviluppate in Europa tra il XV e il XVI secolo, suggerendo una contaminazione recente (post-medievale).
  • Cereali e Coltivazioni: Presenza di frumento, mais, grano duro, e Solanacee (pomodoro, patata, peperone).
  • Specie Esotiche: Rilevamento di banane, arance e noci, specie introdotte in Europa dopo i viaggi di Marco Polo e Colombo (XV-XVI secolo).
• Animale:
  • Corallo Rosso (Corallium rubrum): Presenza significativa (33,3%), endemico del Mediterraneo, suggerendo contatti con rotte commerciali mediterranee.
  • Animali Domestici: DNA di bovini, suini, galline, cani e gatti, riflettendo l'ambiente agricolo europeo.
  • Altri: Tracce di pesci marini, insetti e acari.

D. Datazione al Radiocarbonio

• Due fili di lino prelevati dal reliquiario (non dall'immagine principale) sono stati datati.
• R58-1: 1451–1622 d.C. (sovrapposizione con l'incendio del 1532 e la riparazione del 1534).
• R58-2: 1642–1800 d.C. (coerente con i lavori di consolidamento del 1694).
• Questi risultati confermano che i fili analizzati sono stati utilizzati per le riparazioni storiche della Sindone, non per la datazione del tessuto originale.

4. Contributi Chiave

1. Validazione Metodologica: Dimostrazione che l'approccio NGS shotgun su campioni storici del 1978 è fattibile, sebbene il DNA sia prevalentemente moderno e degradato.
2. Identificazione della Fonte di Contaminazione: Conferma definitiva che la maggior parte del DNA umano proviene dal team di campionamento del 1978 (in particolare Baima Bollone), risolvendo ambiguità precedenti.
3. Mappatura della Biodiversità: Creazione di un profilo metagenomico dettagliato che rivela una complessa stratificazione di contaminanti ambientali, umani e storici.
4. Analisi Temporale delle Contaminazioni: L'identificazione genetica della carota e di specie come banane e pomodori fornisce prove molecolari che una parte significativa della contaminazione biologica è avvenuta in epoca post-medievale (dopo il XV secolo), in linea con le rotte commerciali globali.

5. Significato e Conclusioni

Lo studio non riesce a determinare l'età originale della Sindone tramite metagenomica a causa della sovrapposizione di contaminazioni moderne e storiche. Tuttavia, offre una visione senza precedenti della storia biologica dell'artefatto:

• La Sindone è stata esposta a un'ampia varietà di ambienti: dal Vicino Oriente (lignaggi H33, corallo rosso) all'Europa mediterranea (piante autoctone, pratiche agricole).
• La presenza di specie introdotte in Europa solo dopo il XV secolo (mais, pomodoro, banana) e la genetica delle carote suggerisce che la maggior parte dei contaminanti organici si è accumulata nei secoli recenti, specialmente dopo le esplorazioni coloniali.
• Le condizioni di conservazione hanno favorito organismi adattati alla salinità (Halobacteria), supportando ipotesi di stoccaggio in ambienti specifici o pratiche di lavorazione antiche.
• Le datazioni confermano l'uso di fili specifici per le riparazioni storiche del 1534 e 1694.

In sintesi, la Sindone appare come un "mosaico genetico" che riflette secoli di interazioni umane, culturali ed ecologiche, piuttosto che un campione biologico puro di un singolo evento antico. I risultati sottolineano la necessità di interpretare le tracce biologiche in un contesto storico e di contaminazione stratificata.