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.
คุณเคยนึกสงสัยบ้างไหมคะ ว่ามีอะไรอยู่ในขี้ฟันของคุณ? ดิฉันคิดว่าไม่ แต่ว่าคนอย่างดิฉันคิดค่ะ ดิฉันเป็นนักพันธุศาสตร์ทางโบราณคดี ที่ Center for Evolutionary Medicine ที่ University of Zurich และดิฉันศึกษาต้นกำเนิดและวิวัฒนาการทางสุขภาพและโรคของคน ด้วยการทำการทดลอง กับกระดูกและมัมมี่ของมนุษย์โบราณ ด้วยการทำการทดลองต่างๆนี้ ดิฉันหวังที่จะได้เข้าใจ ความอ่อนแอของร่างกายมนุษย์ที่เกิดจากวิวัฒนาการให้มากขึ้น เพื่อที่เราจะได้พัฒนา และดูแลสุขภาพร่างกายของเราได้ดีขึ้นในอนาคต
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.
เรามีวิธีหลายวิธีในการศึกษาการแพทย์ด้วยทฤษฎีวิวัฒนาการ วิธีหนึ่งคือการสกัดดีเอ็นเอ จากกระดูกโบราณค่ะ จากสิ่งที่เราสกัดออกมาได้ เราสามารถสร้างจีโนม(ข้อมูลทางพันธุกรรม) ของคนในยุคต่างๆขึ้นมาได้ใหม่ และมองหาข้อเปลี่ยนแปลงที่อาจจะเกี่ยวข้องกับการปรับตัว สิ่งที่ก่อให้เกิดโรค และโรคที่สืบทอดต่อๆกันมา แต่ที่ดิฉันพูดมานี้เป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งของเรื่องทั้งหมดนะคะ
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.
สิ่งที่เป็นปัญหาต่อสุขภาพในปัจจุบันนี้ ไม่ได้มาจากการกลายพันธุ์แบบเรียบง่ายๆ แต่ว่าเป็นผลกระทบต่อกันและกันอันซับซ้อน ของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม อาหาร จุลินทรีย์ ปรสิต และระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายเรา โรคทั้งหมดนี้ เช่น โรคภูมิแพ้ โรคอ้วน โรคเยื่อหุ้มสมองอักเสบ ต่างมีส่วนที่มาจากวิวัฒนาการ ที่สืบทอดมาจากความจริงที่ว่า พวกเราอาศัยอยูู่ในสภาพแวดล้อม ที่ต่างจากที่ร่ายกายเราวิวัฒนาการมา และเพื่อที่จะเข้าใจในโรคเหล่านี้ เราต้องไม่หยุดที่แค่การศึกษาจีโนมของมนุษย์เพียงอย่างเดียว และหันมามองภาพรวม เพื่อศึกษาสุขภาพของมนุษย์ในอดีต
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.
แต่ว่าเรามีปัญหาค่ะ สิ่งแรกเลย เราจะเอาอะไรมาศึกษา? โครงกระดูกน่ะมีอยู่ทั่วๆไป แต่แน่นอนค่ะ เนื้อเยื่ออ่อนทั้งหลายก็ถูกย่อยสลายไปหมดแล้ว และตัวกระดูกเอง ก็บอกอะไรเราไม่ได้มากนักเกี่ยวกับร่างกาย มัมมี่ก็เป็นแหล่งข้อมูลที่ดี เสียแต่ว่าพวกมันอยู่ในพื้นที่ และช่วงเวลาที่จำกัด Coprolite คือฟอสซิลมูล และจริงๆแล้วพวกมันน่าสนใจมากเลยนะคะ คุณสามารถเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับอาหารโบราณและโรคเกี่ยวกับลำไส้ แต่มันหายากมาก
(Laughter)
(เสียงหัวเราะ)
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.
ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหานี้ ดิฉันจึงตั้งทีมนักวิจัยนานาชาติ จากประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เดนมาร์ก และสหราชอาณาจักร เพื่อศึกษาสิ่งหนึ่งที่ไม่ค่อยมีใครเคยศึกษามาก่อน แต่มีอยู่ในคนทุกๆคน มันคือขี้ฟันที่เกาะสะสมมานานๆ ที่เราเรียกอย่างเป็นทางการว่า dental calculus พวกคุณทั้งหลายอาจจะรู้จักมันในนาม หินปูนนั่นเองค่ะ มันคือสิ่งที่หมอฟันขัดออกจากฟันของคุณ เวลาคุณไปในหาหมอฟัน และแต่ละครั้งที่คุณไปหาหมอ คุณอาจมีหินปูนประมาณ 15 ถึง 30 มิลลิกรัม แต่ในสมัยโบราณ ก่อนที่จะมีการแปรงฟัน หินปูนมากกว่า 600 มิลลิกรัม สามารถก่อตัวขึ้นบนฟัน ในช่วงชีวิตหนึ่งๆ
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.
และสิ่งที่สำคัญเกี่ยวกับหินปูนจริง ๆ คือมันก็กลายเป็นฟอสซิล เช่นเดียวกับโครงกระดูกที่เหลือ มีปริมาณมากมายในช่วงก่อนปัจจุบัน และพบได้ทั่วโลก เราพบหินปูนในประชากรทั่วโลก ในทุกช่วงเวลา ย้อนหลังไปเป็นหมื่นๆปี เราสามารถพบมันได้ในมนุษย์ยุคหิน(Neanderthal)และสัตว์
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?
การศึกษาก่อนหน้านี้ โฟกัสกับการใช้กล้องจุลทรรศน์เท่านั้น นักวิจัยดูหินปูนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และพบสิ่งจำพวกละอองเกสร แป้งจากพืช และได้พบเซลล์กล้ามเนื้อจากเนื้อสัตว์ และแบคทีเรีย สิ่งที่ทีมนักวิจัยของดิฉันอยากทำ คืออยากรู้ว่า เราสามารถ นำเทคโนโลยีมาใช้ใน การตรวจสอบดีเอ็นเอและโปรตีน และจากนี้เราสามารถนำมาเสริมความเข้าใจ ในการจำแนกสิ่งมีชีวิต
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.
และสิ่งที่เราค้นพบ คือว่า เราพบทั้งแบคทีเรียที่ดีและไม่ดี ที่อยู่ในโพรงจมูกและปาก เรายังพบโปรตีนภูมิคุ้มกัน ที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อและการอักเสบ อีกทั้งโปรตีนและดีเอ็นเอที่เกี่ยวข้องกับอาหาร แต่สิ่งที่น่าประหลาดใจและน่าตื่นเต้นสำหรับพวกเรา คือ เรายังพบแบคทีเรีย ที่ปกติอยู่ในระบบทางเดินหายใจส่วนบน ดังนั้นมันจึงเสมือนว่าเราได้ไปศึกษาข้างในปอด ซึ่งเป็นที่อาศัยอยู่ของโรคสำคัญๆจำนวนมาก
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.
และเราก็ยังพบแบคทีเรีย ที่ปกติจะพบได้ในลำไส้ และเราก็เหมือน ได้ศึกษาระบบอวัยวะที่ไกลออกไปอีก ทั้งหมดนี่ จากแค่การศึกษาโครงกระดูก ที่ได้เน่าเปื่อยไปแล้วมานานแล้วเพียงอย่างเดียว และด้วยการเรียงหาลำดับ base ของดีเอ็นเอ (DNA sequencing) และการนำเทคโนโลยีโปรตีนแมสสเปกโตรเมทรี่ (การหามวลของโปรตีน) มาใช้กับหินปูนโบราณนี้ เราจะได้ข้อมูลจำนวนมหาศาล ที่เราสามารถนำมาใช้อธิบาย ผลกระทบต่อกันและกัน ระหว่างอาหาร การติดเชื้อ และภูมิคุ้มกัน ได้ช่วงหลายพันปีที่ผ่านมา
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.
สิ่งที่เราเริ่มต้นเป็นเพียงแค่ความคิดๆหนึ่ง ตอนนี้กำลังถูกนำมาใช้งาน และบอกลำดับของดีเอ็นเอนับล้าน ที่เราสามารถนำมาใช้ตรวจสอบ ประวัติศาสตร์อันยาวนานของสุขภาพและโรคของมนุษย์ ลึกลงไปถึงรหัสพันธุกรรมของเชื้อโรคแต่ละตัวๆ และจากข้อมูลนี้ เราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีที่เชื้อโรคพัฒนาขึ้นมา และเหตุผลว่าทำไมพวกมันยังทำให้เราป่วย และดิฉันหวังว่า ดิฉันได้โน้มน้าวคุณ ให้นึกถึงคุณค่าของหินปูน
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.
เอาล่ะค่ะ ก่อนที่จะจากกัน ในนามของนักโบราณคดีในอนาคต ดิฉันขอให้พวกคุณทุกคนคิดดีๆเสียก่อน ก่อนที่คุณจะกลับบ้านไปแปรงฟันนะคะ
(Applause)
(เสียงปรบมือ)
Thank you.
ขอบคุณค่ะ
(Applause)
(เสียงปรบมือ)