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.
Pernahkah Anda berpikir apa yang ada di dalam plak gigi Anda? Mungkin tidak, namun orang-orang seperti saya memikirkannya. Saya seorang ahli genetika kepurbakalaan di Pusat Pengobatan Evolusi di Universitas Zurich, dan saya mempelajari asal mula dan evolusi kesehatan dan penyakit manusia dengan melakukan penelitian genetika pada sisa-sisa kerangka dan mumi dari manusia purba. Melalui penelitian ini, saya harap saya dapat lebih memahami kelemahan evolusi di dalam tubuh kita, sehingga kita dapat meningkatkan dan mengelola kesehatan kita dengan lebih baik.
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.
Ada beberaoa pendekatan pada pengobatan evolusi dan salah satunya adalah mengambil DNA manusia dari tulang-tulang purba. Dan dari sari DNA ini, kita dapat membangun kembali genom manusia dari jaman yang berbeda dan mencari perubahan yang mungkin berhubungan dengan adaptasi, faktor resiko, dan penyakit keturunan. Namun ini hanya setengah dari cerita.
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.
Tantangan kesehatan paling penting saat ini bukan disebabkan oleh mutasi tunggal dalam genom kita, namun hasil dari permainan yang rumit dan dinamis antara keragaman genetik, diet, mikroba, parasit, dan kekebalan tubuh kita. Semua penyakit ini memiliki kandungan evolusi yang kuat yang langsung berhubungan dengan fakta bahwa kita tinggal di lingkungan yang sangat berbeda dibandingkan lingkungan tempat tubuh kita berevolusi. Dan untuk memahami penyakit-penyakit ini, kita harus beralih dari kajian yang hanya pada genom manusia menuju ke pendekatan yang lebih menyeluruh tentang kesehatan manusia di masa lalu.
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.
Namun ada banyak tantangan untuk mencapai ini. Pertama, apa yang kita pelajari? Kerangka manusia banyak sekali, ada di berbagai tempat. Namun sudah jelas semua jaringan lunaknya telah terurai dan kerangka itu sendiri memiliki informasi kesehatan yang terbatas. Mumi adalah sumber informasi yang luar biasa namun jumlahnya terbatas secara geografis dan waktu. Kotoran atau wajah manusia yang menjadi fosil sangat menarik. Anda dapat belajar banyak mengenai pola makan dan penyakit pencernaan purba namun keduanya sangat langka.
(Laughter)
(Tawa)
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.
Jadi untuk mengatasi masalah ini saya menggabungkan sekelompok peneliti internasional di Swiss, Denmark, dan Inggris untuk mempelajari benda yang tidak banyak diketahui dan dipelajari tapi ditemukan pada manusia di mana-mana. Ini adalah sejenis plak gigi yang menjadi fosil yang secara resmi disebut kalkulus dental. Banyak dari Anda yang mengenalnya dengan nama karang gigi. Itulah yang dibersihkan oleh dokter gigi dari gigi Anda setiap kali Anda mengunjunginya. Dan dalam kunjungan dokter gigi yang biasa mungkin ada sekitar 15 higga 30 miligram karang gigi yang dibuang. Namun di jaman purba, sebelum ada sikat gigi karang gigi yang tumbuh pada gigi selama manusia itu hidup bisa mencapai 600 miligram.
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.
Dan hal yang paling penting mengenai kalkulus dental bahwa benda ini akan menjadi fosil seperti bagian kerangka lainnya. Sebelum jaman ini jumlahnya luar biasa banyak dan tersebar di seluruh dunia. Kami menemukannya pada setiap populasi di seluruh dunia dari jaman ke jaman hingga puluhan ribu tahun yang lalu. Kami bahkan menemukannya pada neanderthal dan binatang.
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?
Kajian yang sebelumnya hanya berfokus pada bagian mikroskopis. Mereka melihat kalkulus dental di bawah mikroskop dan mereka menemukan benda seperti serbuk sari dan pati tanaman serta sel otot dari daging binatang dan bakteri. Lalu apa yang ingin dilakukan oleh kelompok penelitian saya adalah, dapatkah kita menerapkan teknologi genetika dan proteomik untuk mencari DNA dan protein, dan dari sana dapatkah kita mendapat resolusi taksonomi yang lebih baik untuk benar-benar memahami apa yang terjadi?
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.
Dan yang kami temukan adalah banyak sekali bakteri komensal dan patogen yang menghuni jalur pernafasan dan mulut. Kami juga menemukan protein kekebalan tubuh yang berhubungan dengan infeksi dan radang, serta protein dan DNA yang berhubungan dengan pola makan. Namun hal yang mengejutkan bagi kami, dan juga cukup menarik adalah kami juga menemukan bakteri yang biasanya menghuni sistem pernafasan atas. Hal ini memberi kami akses maya ke paru-paru, yang banyak dihuni banyak penyakit-penyakit penting.
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.
Dan kami juga menemukan bakteri yang biasanya menghuni usus. Sehingga kami dapat memiliki akses maya ke sistem organ tubuh yang lebih jauh daripada, jika dari kerangka itu saja, telah lama terurai. Jadi dengan menggunakan pengurutan DNA purba dan teknologi spektroskopi massa protein pada kalkulus dental purba, kami dapat membuat banyak sekali data yang dapat kami gunakan untuk mulai membangun gambaran yang rinci tentang permainan dinamis antara pola makan, infeksi, dan kekebalan tubuh pada ribuan tahun yang lalu.
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.
Jadi apa yang kami mulai sebagai gagasan kini telah diterapkan untuk mengeluarkan jutaan urutan DNA yang dapat digunakan untuk menyelidiki sejarah evolusi dari kesehatan dan penyakit manusia jangka panjang hingga kode genetik dari setiap patogen tunggal. Dan dari informasi ini kita dapat mempelajari bagaimana patogen berkembang dan juga mengapa patogen terus membuat kita sakit. Dan saya harap saya telah meyakinkan Anda akan nilai dari kalkulus dental.
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.
Dan sebagai penutup, atas nama para arkeolog masa depan, saya ingin mengajak Anda untuk berpikir dua kali sebelum Anda pulang dan menyikat gigi Anda.
(Applause)
(Tepuk tangan)
Thank you.
Terima kasih.
(Applause)
(Tepuk tangan)