Запитвали ли сте се kакво има в зъбната ви плака? Вероятно не, но хората като мен се питат. Аз съм археологически генетик в Центъра за Еволюционна Медицина в Университета в Цюрих и аз изучавам произхода и еволюцията на човешкото здраве и болести чрез провеждане на генетични изследвания на скелетните и мумифицирани останки на древни хора. Чрез тази работа, се надявам да разбера по-добре еволюционната уязвимост на телата ни, така, че да можем да подобрим и по-добре да управляваме здравето ни за в бъдеще.
Have you ever wondered what is inside your dental plaque? Probably not, but people like me do. I'm an archeological geneticist at the Center for Evolutionary Medicine at the University of Zurich, and I study the origins and evolution of human health and disease by conducting genetic research on the skeletal and mummified remains of ancient humans. And through this work, I hope to better understand the evolutionary vulnerabilities of our bodies, so that we can improve and better manage our health in the future.
Има различни начини за подход в еволюционната медицина, и един от начините е да се извлече човешка ДНК от древни кости. И от тези екстракти, можем да възстановим човешкия геном в различни места във времето и да проверим за промени, които могат да бъдат свързани с адаптации, рискови фактори и наследствени заболявания. Но това е само една част от историята.
There are different ways to approach evolutionary medicine, and one way is to extract human DNA from ancient bones. And from these extracts, we can reconstruct the human genome at different points in time and look for changes that might be related to adaptations, risk factors and inherited diseases. But this is only one half of the story.
Най-важните предизвикателства за здравето днес не са причинени просто от мутации в генома ни, а по-скоро са резултат от сложно и динамично взаимодействие между генетична изменчивост, диета, микроби, паразити и имунната ни реакция. Всички тези болести имат силнен еволюционен компонент, който се отнася пряко до факта, че днес живеем в много различна околна среда от тази, в която са се развили органите ни. За да разберем тези болести, трябва да преминем отвъд предишните изследвания на човешкия геном и към по-холистичен подход към човешкото здраве в миналото.
The most important health challenges today are not caused by simple mutations in our genome, but rather result from a complex and dynamic interplay between genetic variation, diet, microbes and parasites and our immune response. All of these diseases have a strong evolutionary component that directly relates to the fact that we live today in a very different environment than the ones in which our bodies evolved. And in order to understand these diseases, we need to move past studies of the human genome alone and towards a more holistic approach to human health in the past.
Но за това има много предизвикателства. Преди всичко, какво изследваме? Скелетите са повсеместно разпространени; те са открити навсякъде. Но разбира се, всички меки тъкани са разложени, а скелета има ограничена здравна информация. Мумиите са голям източник на информация, освен това, че те са наистина географски ограничени и са ограничени във времето. Копролитите са фосилизирани човешки изпражнения, и всъщност те са изключително интересни. Можете да научите много за древната диета, както и за чревните болести, но те са много редки.
But there are a lot of challenges for this. And first of all, what do we even study? Skeletons are ubiquitous; they're found all over the place. But of course, all of the soft tissue has decomposed, and the skeleton itself has limited health information. Mummies are a great source of information, except that they're really geographically limited and limited in time as well. Coprolites are fossilized human feces, and they're actually extremely interesting. You can learn a lot about ancient diet and intestinal disease, but they are very rare.
(Смях)
(Laughter)
За да разреша този проблем, формирах екип от международни изследователи в Швейцария, Дания и Обединеното Кралство, за да проучим много лоши изследвания, малко известен материал, който се намира навсякъде по хората. Това е вид фосилизирана зъбна плака, която се официално се нарича дентален калкулус или плака. Много от вас може да го знаят под термина зъбен камък. Това е което зъболекарят почиства зъбите ви всеки път, когато отивате на посещение. При посещение на зъболекар, може да ви махнат около 15 до 30 милиграма зъбна плака. Но в древните времена, преди миенето на зъби да бъде изобретено, може да са образува до 600 милиграма зъбна плака на зъбите през целия живот.
So to address this problem, I put together a team of international researchers in Switzerland, Denmark and the U.K. to study a very poorly studied, little known material that's found on people everywhere. It's a type of fossilized dental plaque that is called officially dental calculus. Many of you may know it by the term tartar. It's what the dentist cleans off your teeth every time that you go in for a visit. And in a typical dentistry visit, you may have about 15 to 30 milligrams removed. But in ancient times before tooth brushing, up to 600 milligrams might have built up on the teeth over a lifetime.
Това, което е наистина важно за зъбния калкулус/плака е, че той фосилизира точно както останалата част от скелета, намира се в изобилие до сега и е повсеместно разпространен по целия свят. Намираме го във всяка популация в света във всички периоди от време, датиращи от десетки хиляди години. Намираме го дори в неандерталците и животните.
And what's really important about dental calculus is that it fossilizes just like the rest of the skeleton, it's abundant in quantity before the present day and it's ubiquitous worldwide. We find it in every population around the world at all time periods going back tens of thousands of years. And we even find it in neanderthals and animals.
В предишните изследвания се фокусираше само върху микроскопията. В тях се разглеждаше зъбната плака под микроскоп, и това, което беше открито са неща като прашец и растителна скорбяла, също и мускулна тъкан от животинско месо, и бактерии. Това, което екипа ми от изследователи, това, което искахме да направим, е да речем, как можем да приложим генетична и протеомична технология за да проследим ДНК и белтъците, и така да можем да имаме по-добра таксономична разделителна способност, за да разберем какво наистина се случва.
And so previous studies had only focused on microscopy. They'd looked at dental calculus under a microscope, and what they had found was things like pollen and plant starches, and they'd found muscle cells from animal meats and bacteria. And so what my team of researchers, what we wanted to do, is say, can we apply genetic and proteomic technology to go after DNA and proteins, and from this can we get better taxonomic resolution to really understand what's going on?
Това което намерихме е, че можем да намерим много коменсални и патогенни бактерии, които се намират в части от носа и в устата. Открихме и имунни протеини, свързани с инфекция и възпаление и протеини и ДНК, свързани с храненето. Но това което бе изненадващо, а също така и доста вълнуващо, е, че открихме и бактерии, които обикновено се намират в горната респираторна система. Това ни дава виртуален достъп до дробовете, където се намират много важни болести.
And what we found is that we can find many commensal and pathogenic bacteria that inhabited the nasal passages and mouth. We also have found immune proteins related to infection and inflammation and proteins and DNA related to diet. But what was surprising to us, and also quite exciting, is we also found bacteria that normally inhabit upper respiratory systems. So it gives us virtual access to the lungs, which is where many important diseases reside.
Също така, открихме бактерии които обикновено се намират в червата. Можахме да получихме и виртуален достъп до тази система на още по-отдалечени органи, които отдавна са се разложили от скелета. Като прилагаме древно изследване на ДНК и технологии за масова спектрометрия на протеини върху древна стоматологична плака, можем да генерираме огромни количества от данни, които след това можем да използваме, за да започнем да възстановяваме подробна картина на динамичното взаимодействие между диета, инфекция и имунитет от преди хиляди години.
And we also found bacteria that normally inhabit the gut. And so we can also now virtually gain access to this even more distant organ system that, from the skeleton alone, has long decomposed. And so by applying ancient DNA sequencing and protein mass spectrometry technologies to ancient dental calculus, we can generate immense quantities of data that then we can use to begin to reconstruct a detailed picture of the dynamic interplay between diet, infection and immunity thousands of years ago.
Това, което започна като идея, сега се изпълнява, за да бълва милиони последователности, които можем да използваме, за да изследват дългосрочната еволюционна история на човешкото здраве и болести, до генетичния код на отделни патогени. От тази информация можем да научим за това, как се развиват патогените и също така защо те продължават да ни разболяват. Надявам се, че ви убедих в стойността на зъбната плака.
So what started out as an idea, is now being implemented to churn out millions of sequences that we can use to investigate the long-term evolutionary history of human health and disease, right down to the genetic code of individual pathogens. And from this information we can learn about how pathogens evolve and also why they continue to make us sick. And I hope I have convinced you of the value of dental calculus.
Като последна мисъл на раздяла, от името на бъдещите археолози, бих искала да ви помоля, да помислите два пъти преди да се приберете в къщи и да измиете зъбите си.
And as a final parting thought, on behalf of future archeologists, I would like to ask you to please think twice before you go home and brush your teeth.
(Аплодисменти)
(Applause)
Благодаря ви.
Thank you.
(Аплодисменти)
(Applause)