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.
Các bạn có bao giờ thắc mắc bên trong cao răng của bạn có những gì? Chắc là không, nhưng những người như tôi thì có đấy. Tôi là một nhà di truyền học khảo cổ tại Trung tâm Y học tiến hóa thuộc đại học Zurich Tôi nghiên cứu về nguồn gốc, sự tiến hóa của sức khỏe và các cặn bệnh ở người thông qua việc nghiên cứu gen trên xương và những phần được ướp của những xác người cổ đại. Và qua đó, tôi hy vọng có thể hiểu nhiều hơn những điểm yếu về mặt tiến hóa của cơ thể chúng ta, từ đó có thể cải thiện và kiểm soát cơ thể tốt hơn trong tương lai.
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.
Có nhiều cách để tiếp cận y học tiến hóa, và một trong số đó là trích xuất DNA từ xương người cổ đại Và từ những chiết xuất này, chúng ta có thể tái tạo lại biểu đồ gen người tại những thời điểm khác nhau và tìm kiếm những thay đổi liên quan đến quá trình thích ứng, những mối đe dọa và những căn bệnh di truyền. Nhưng đó chỉ là một phần của vấn đề.
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.
Những thách thức lớn nhất về sức khoẻ hiện nay không bắt nguồn từ những đột biến gen đơn giản mà là kết quả của những tương tác động phức tạp giữa những biến đổi trong gen, chế độ ăn uống, vi khuẩn, ký sinh trùng và những phản ứng của hệ miễn dịch. Tất cả những loại bệnh này đều có những thành phần tiến hóa quan trọng liên quan trực tiếp đến một thực tế là ngày nay chúng ta sống trong một môi trường rất khác với môi trường mà cơ thể chúng ta tiến hóa. Để có thể hiểu được những căn bệnh này, chúng ta cần phải bỏ qua những nghiên cứu riêng lẻ về gen từ trước và hướng tới những cách tiếp cận nhấn mạnh hơn mối quan hệ chức năng về sức khỏe con người trong quá khứ.
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.
Nhưng việc này vẫn còn những thách thức rất lớn cho. Trước hết, chúng ta thậm chí đang nghiên cứu cái gì? Xương người thì rất phổ biến , chúng được tìm thấy có ở khắp mọi nơi. Nhưng tất nhiên là những mô mềm đã bị phân hủy, còn chính bộ xương thì chỉ cho thấy những thông tin ít ỏi về sức khỏe. Xác ướp là một nguồn thông tin đáng giá nhưng chúng bị giới hạn rất lớn về mặt địa lý, cũng như là thời gian. Phân người hóa thạch cũng là một mẫu nghiên cứu hết sức thú vị. Chúng ta có thể học được rất nhiều điều về chế độ ăn uống và những căn bệnh đường ruột thời cổ xưa. Tuy nhiên chúng rất hiếm.
(Laughter)
(Cười)
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.
Thế nên để giải quyết vấn đề này, tôi đã tập hợp một nhóm những nhà nghiên cứu quốc tế tại Thụy Sĩ, Thổ Nhĩ Kỳ và Anh để nghiên cứu về một loại hợp chất rất ít được nghiên cứu và biết đến nhưng có thể tìm thấy trên bất cứ người nào. Đó là một loại hóa thạch của chất bám trên răng thuật ngữ chính thức là sỏi răng. Hầu hết mọi người biết đến như là cao răng. Đó là thứ mà nha sĩ thường tẩy khỏi răng của các bạn mỗi lần bạn đi khám răng. Và trung bình trong một lần khám răng, bạn thường được tẩy khỏi khoảng 15 đến 30 mg cao răng Nhưng ở thời kỳ cổ đại trước khi có thói quen đánh răng, sẽ có khoảng 600 mg cao tích tụ trên răng trong suốt cuộc đời.
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.
Và điều thực sự quan trọng về sỏi răng là nó có thể được hóa thạch như bất cứ thành phần nào của xương, nó tồn tại với một lượng lớn trong quá khứ và ở khắp mọi nơi trên thế giới. Chúng tôi tìm thấy chúng ở bất cứ vùng dân cứ nào trên thế giới, tại bất cứ thời điểm nào trong vòng mười ngàn năm trở lại đây. Chúng tôi thậm chí còn tìm thấy trên giống người Neanderthal và động vật.
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?
Những nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào quan sát hiển vi. Người ta quan sát sỏi răng dưới kính hiển vi, và những gì họ tìm thấy là những chất như phấn và tinh bột, Họ cũng tìm thấy tế bào cơ từ thịt động vật và vi khuẩn. Và những gì nhóm nghiên cứu của chúng tôi muốn làm là ví như, liệu chúng tôi có thể sử dụng công nghệ về gen và kĩ thuật protein nghiên cứu protein để lần theo DNA và các protein, và từ đó có thể phân loại rõ ràng hơn để thực sự hiểu được những gì đang diễn ra?
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.
Và những gì chúng tôi tìm được là rất nhiều vi khuẩn hội sinh và gây bệnh sống trong đường mũi và miệng. Chúng tôi cũng tìm được những protein miễn dịch liên quan đến những viêm nhiễm và những protein và DNA liên quan đến chế độ ăn. Nhưng điều đáng ngạc nhiên và cũng khá thú vị là chúng tôi cũng tìm thấy vi khuẩn thường cư trú ở hệ hô hấp trên. Chúng gợi cho chúng tôi những liên hệ tới phổi nơi trú ẩn của rất nhiều loại bệnh quan trọng .
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.
Và chúng tôi cũng tìm thấy vi khuẩn thường cư ngụ ở thực quản. Và vì thế bây giờ chúng cũng gián tiếp liên hệ tới những cơ quan nội tạng ở thậm chí xa hơn mà, đã bị phân hủy từ lâu trên những bộ xương dùng để nghiên cứu, Và cũng bằng việc sử dụng phương thức sắp xếp chuỗi DNA cổ đại và công nghệ định lượng trắc phổ cho protein trên sỏi răng cổ đại, chúng tôi có thể tạo ra một lượng lớn thông tin để từ đó chúng tôi có thể bắt đầu tái tạo lại một bức tranh chi tiết về những tương tác động giữa chế độ ăn, bệnh nhiễm trùng, và sức đề kháng từ hàng ngàn năm trước.
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.
Thế là những gì bắt đầu bằng một ý tưởng, bây giờ đã được thực thi để sản sinh ra hàng triệu chuỗi mà chúng ta có thể dùng để tìm hiểu lịch sử tiến hóa lâu dài của sức khỏe và bệnh tật của con người chi tiết đến tận những mã gen của từng mầm bệnh. Và từ những thông tin này chúng ta có thể học được cách các mầm bệnh tiến hóa và tại sao chúng vẫn tiếp tục gây bệnh. Và tôi mong rằng tôi đã thuyết phục các bạn về những giá trị của sỏi răng.
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.
Và như là một lời từ biệt, nhân danh những nhà khảo cổ trong tương lai, Tôi đề nghị các bạn hãy nghĩ lại trước khi về nhà và đánh răng.
(Applause)
(Vỗ tay)
Thank you.
Xin cảm ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)