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.
여러분들 치아의 치석에는 무엇이 있는지 궁금해보신적이 있나요? 저같은 일을 하지 않으면 그런적이 없으실겁니다. 저는 취리히 대학교의 진화의학 센터에서 연구하는 고고유전학자입니다. 고대인의 뼈와 미이라의 잔해에 대한 유전자 연구를 통해서 인간의 건강, 질병에 대한 기원과 진화를 연구하고 있습니다. 이 연구를 통해서 신체에 대한 진화적인 취약성에 대해 좀더 이해하기를 바라죠. 그래서 미래에는 사람이 더욱 건강하게 살수 있을거라고 생각합니다.
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.
진화의학을 연구하는데는 몇가지 방법이 있는데요, 한가지 방법으로는 고대 사람의 뼈에서 유전자를 추출하는 방법이 있습니다. 이렇게 추출한 유전자에서 다른 시대의 인간의 유전정보를 재구성 할 수 있고, 적응성, 위험요인 또는 유전병과 관련된 변화들을 찾을 수 있습니다. 하지만 이부분은 오늘 이야기의 반밖에 되지 않습니다.
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.
오늘날 가장 중요한 건강 문제는 유전자 정보의 단순한 조합에서 발생한다기 보다는 유전적 변형, 식습관, 미생물, 기생충들과 면역 반응 사이에서 발생하는 복잡하고 역동적인 상호관계의 결과라고 볼 수 있습니다. 이런 모든 병들은 신체가 진화하면서 생긴것이라기 보다는 우리가 서로 다른 환경에서 산다는 사실과 직접적인 연관이 있는 강력한 진화적인 요소를 가지고 있습니다. 그래서 이런 질병들을 이해하기 위해서는 인간의 유전자 정보만을 다루는 연구뿐만 아니라 인간의 건강에 대한 더욱 전체적인 접근방법이 필요합니다.
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.
하지만 이런 방법에는 많은 난관들이 있습니다. 먼저, 도대체 뭘 연구 할 것인가? 라는 거죠. 뼈대나 골격은 흔해서 어디서나 발견 할 수 있습니다. 물론 뼈를 제외한 연조직은 분해되어 버렸죠. 뼈 자체는 제한적인 건강 정보를 담고 있습니다. 미이라는 아주 훌륭한 정보 자원입니다. 하지만 미이라가 있는 지리적이고 시간적인 제약이 있죠. 분석은 인간의 배설물이 화석이 된 것입니다. 그리고 이 분석이 상당히 흥미롭죠. 고대의 식습관과 내장과 관련된 병에 대해서 알수 있습니다. 하지만 아주 희귀하죠.
(Laughter)
(웃음)
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.
그래서 이문제를 해결하려고, 저는 스위스, 덴마크, 영국으로 부터 사람들에게서 어디서나 찾을 수 있는 잘 알려지지도 않고, 연구도 별로 진행되지 않는 물질을 연구하기 위해서 연구팀을 모았습니다. 공식적으로 치구라고 불리는 화석화된 치석의 일종입니다. 많은 분들이 타타르(치석)라고 알고 있는 것입니다. 여러분들이 매번 치과를 갈 때마다 치과의사가 깨끗히 닦아내는 치석입니다. 일반적인 치과진료 시에는 약 15~30밀리그램 정도 제거 됩니다. 하지만 양치질을 안했던 고대에는 평생동안 약 600밀리그램정도 치석이 치아에 쌓였습니다.
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.
이 치구에 대해서 가장 중요한 것은 뼈 조각처럼 화석이 된다는 것 입니다. 과거에는 상당히 많은 양이고 세계 어디에서나 흔히 찾을 수 있습니다. 수천년전까지 거슬러 올라가도 모든 인간에게서 발견되는 물질 입니다. 네안데르탈인 이나 동물들에게서도 발견 됩니다.
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?
그래서 이전 연구들은 현미경 연구에만 집중했었죠. 현미경으로만 치석을 관찰했었는데요, 그래서 분말이나 가루와 같은 물질만 발견 할 수 있었고, 그리고 동물과 세균에서 근육조직 세포 같은 것만을 발견했습니다. 그래서 저희 팀이 하고 싶었던 작업은 유전자와 단백질 분석 기술을 적용하여 유전자와 단백질을 추출해내고 이정보를 가지고 어떤 일들이 일어나는지 이해하기 위해 더 낳은 분류학 체계를 얻고 싶었습니다.
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.
그래서 저희가 구강과 비강에 숙주했던 많은 병원균들을 찾을 수 있었습니다. 또한 감염과 염증에 관련된 면역 단백질과 식생활과 관련된 단백질과 DNA 정보를 발견 하였습니다. 하지만 놀랍고 흥분되었던 것은 호흡기 기관에 많이 숙주했던 세균 또한 찾아 냈다는 것입니다. 이런 발견으로 가장 중요한 병들이 많이 살았던 폐에 대해서 많은 연구가 된것이죠.
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.
또한 소화기 내장에서 살았던 세균도 발견 했습니다. 그래서 저희는 그동안 뼈를 제외하고 오랫동안 분해 되어 버렸던 폐나 간과 같은 신체 장기에 대한 상당한 정보를 얻게 되었습니다. 그리고 이렇게 고대의 유전자를 나열하고, 단백질 분광 분석 기술을 고대인의 치석에 적용하여 수천년전에 살았던 사람들의 식습관, 감염, 면역체계 사이의 상호 관계에 대한 자세한 그림을 재구성 할 수 있는 상당한 양의 데이터를 만들어 낼 수 있었습니다.
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.
그리고 아이디어로 시작한것은 인간의 건강과 병에 관한 장기간에 걸친 진화의 역사와 병원체 유전자 코드에 대한 상세한 정보를 조사 할 수 있도록 유전자 정보를 대량으로 생산해 내는 아이디어를 구현하는 것입니다. 이 정보들로 부터 병원균이 어떻게 진화하고 왜 사람들을 아프게 하는지를 알 수 있을 것입니다. 저는 이런 치석의 연구가 가치가 있다는 것을 여러분들이 확신해 주시기를 바랍니다.
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.
마지막으로, 미래의 고고학자들을 대표해서 여러분들이 집에 가셔서 양치질을 하기전에 두번만 생각해 주시기를 바랍니다.
(Applause)
(박수)
Thank you.
감사합니다.
(Applause)
(박수)