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.
V-ați întrebat vreodată ce se află în interiorul plăcii dentare? Probabil nu, dar cei ca mine se întreabă. Sunt genetician arheolog la Centrul pentru Medicină Evolutivă de la Universitatea din Zurich. Studiez originea și evoluția sănătății și bolilor umane prin cercetare genetică pe vestigiile scheletale și mumificate ale humanoizilor antici. Prin această lucrare sper să înțeleg mai bine vulnerabilitățile din evoluţia organismelor noastre, ca să putem îmbunătăți și controla mai bine sănătatea noastră în viitor.
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.
Există diferite căi de-a aborda medicina evolutivă și o cale este de-a extrage ADN uman din oase antice. Din aceste extracte putem reconstrui genomul uman din diverse momente în timp și căuta schimbări care ar putea fi legate de adaptări, de factori de risc și de boli moștenite. Dar asta e doar jumătate din poveste.
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.
Cele mai importante probleme de sănătate azi nu sunt cauzate de simple mutații în genomul nostru, ci rezultă mai degrabă dintr-o întrepătrundere complexă și dinamică dintre variațiile genetice, dietă, microbi și paraziți și răspunsul nostru imunitar. Toate aceste boli au o componentă evolutivă puternică care e legată direct de faptul că azi trăim într-un mediu diferit decât cele în care organismele noastre au evoluat. În scopul de a înțelege aceste boli trebuie să studiem mai mult decât doar genomul uman adoptând o abordare mai holistică a sănătății umane din trecut.
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.
Dar există multe obstacole de depăşit. În primul rând, ce studiem de fapt? Scheletele sunt ubicuitare; se găsesc peste tot. Dar bineînțeles tot țesutul moale s-a descompus iar scheletul în sine deține informații limitate despre sănătate. Mumiile sunt o sursă grozavă de informație, doar că sunt limitate geografic și limitate în timp de asemenea. Coproliţii sunt fecale umane fosilizate, sunt de fapt extrem de interesante. Poți afla multe despre dieta și bolile intestinale din vechime, dar se găsesc foarte rar.
(Laughter)
(Râsete)
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.
Ca să rezolvăm această problemă am alcătuit o echipă internațională de cercetători din Elveția, Danemarca și Anglia să studieze un material puțin cunoscut și studiat care se găsește în vestigii peste tot. E un gen de placă dentară fosilizată care medical se numește calcul dentar. Mulți îl știți sub numele de tartru. Este ceea ce dentiștii curăță de pe dinți de fiecare dată când mergi la o consultaţie. Într-o vizită tipică la dentist ai putea avea cam 15-30 mg îndepărtate. Dar în timpuri străvechi, înainte de periatul dinților, până la 600 mg s-ar fi putut aduna pe dinți în timpul unei vieți.
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.
Important este că tartrul dentar se fosilizează exact ca şi restul scheletului, exista în cantităţi abundente, până în zilele noastre și se găsește peste tot în lume. Îl găsim în toate populațiile din jurul lumii, în toate epocile, mergând zeci de mii de ani în urmă. Îl găsim chiar și la Neandentali și la animale.
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?
Studiile anterioare s-au concentrat doar pe microscopie. S-au uitat la tartru dentar la microscop și au găsit de exemplu urme de polen și amidon vegetal, au găsit celule musculare din carne animală și bacterii. Ce am dorit să facem cu echipa noastră de cercetători a fost să vedem dacă putem aplica tehnologia genetică și proteomică să studiem ADN-ul și proteinele din care să obținem o clasificare taxonomică să înțelegem realmente ce se întâmplă?
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.
Am descoperit că putem găsi multe bacterii comensale și patogene care sălășluiau în tracturile nazale și în gură. Am găsit de asemenea proteine de imunitate legate de infecții și inflamații, respectiv proteine și ADN legate de dietă. Dar surprinzător și extraordinar a fost că am găsit de asemenea bacterii care normal se găsesc în sistemul respirator superior. Deci ne dau acces virtual la plămâni, locul unde se află multe boli importante.
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.
Și am găsit de asemenea bacterii care normal se află în intestine. Prin urmare putem acum, în mod virtual, obține acces la acest şi mai îndepărtat organ care, spre deosebire de schelet, s-a descompus de mult. Studiind secveţele ADN-uli din placă și spectrometria de masă asupra proteinelor din calculul dentar antic, putem genera enorm de multe date pe care le putem apoi folosi să reconstruim o imagine detaliată a interacţiunii dinamice dintre dietă, infecții și imunitate cu mii de ani în urmă.
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.
Ceea ce a pornit ca o idee e acum implementată la sortarea milioanelor de secvențe pe care le putem folosi să investigăm istoria evoluţiei pe termen lung a sănătății și bolilor umane, până la codul genetic al fiecărui patogen. Din această informație putem afla cum evoluează patogenii și de asemenea de ce continuă să ne îmbolnăvească. Sper că v-am convins de valoarea calculului dentar.
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.
Iar ca un gând de despărțire în numele viitorilor arheologi, aș dori să vă rog să vă gândiți de două ori înainte să mergeți și să vă spălați pe dinți.
(Applause)
(Aplauze)
Thank you.
Mulțumesc.
(Applause)
(Aplauze)