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TED2012

Christina Warinner: Tracking ancient diseases using ... plaque

クリスティーナ・ワーリナー:歯垢をもとに古代の病気を探る

February 27, 2012

疾患の歴史をヒト科の祖先から現代人にわたって調査することで学べることは多くあります。でもどうやって調査するのか? 古代DNAを研究するTEDフェローのクリスティーナ・ワーリナーが、化石化した歯垢中の微生物のDNAという意表をつく新しい調査対象を紹介します。

Christina Warinner - Archaeological geneticist
Christina Warinner is a researcher at the University of Zurich, where she studies how humans have co-evolved with environments, diets and disease. Full bio

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Double-click the English subtitles below to play the video.
Have you ever wondered
歯垢に何が含まれているか
00:15
what is inside your dental plaque?
考えたことがありますか? ないでしょう?
00:17
Probably not, but people like me do.
でも古代DNAを研究する私は
00:20
I'm an archeological geneticist
そういうことを考えます
00:22
at the Center for Evolutionary Medicine
私はチューリッヒ大学の
00:24
at the University of Zurich,
進化医学センターで
00:26
and I study the origins and evolution of human health and disease
ヒトの「健康と病気」の「起源と進化」を
00:28
by conducting genetic research
古代のヒトの骨とミイラの
00:31
on the skeletal and mummified remains of ancient humans.
遺伝子をもとに研究しています
00:33
And through this work, I hope to better understand
これにより 人体の進化における
00:36
the evolutionary vulnerabilities of our bodies,
脆弱性の理解を深め
00:39
so that we can improve
私たちの健康とその管理を
00:41
and better manage our health in the future.
向上できたらと思っています
00:44
There are different ways to approach evolutionary medicine,
進化医学のアプローチには様々な方法があります
00:46
and one way is to extract human DNA
その1つは古代の骨から
00:49
from ancient bones.
ヒトのDNAを抽出することです
00:51
And from these extracts,
そしてこの抽出物から
00:53
we can reconstruct the human genome at different points in time
異なる時代の人間のゲノムを再現し
00:55
and look for changes that might be related to adaptations,
適応・リスク要因・遺伝性疾患などに
00:58
risk factors and inherited diseases.
関連し得る変化を探すことができます
01:01
But this is only one half of the story.
でもこれらが全てではありません
01:04
The most important health challenges today
現代の最も深刻な健康問題は
01:07
are not caused by simple mutations in our genome,
ゲノムの単純な突然変異によるものではなく
01:10
but rather result from a complex and dynamic interplay
むしろ遺伝的差異・食生活・微生物および寄生虫
01:13
between genetic variation,
そして免疫反応などの
01:16
diet, microbes and parasites
複雑で変動する
01:18
and our immune response.
相互作用から生じています
01:20
All of these diseases
これらの疾患に必ず見られる
01:22
have a strong evolutionary component
大きな進化的要素に
01:24
that directly relates to the fact
直接関係するのは
01:26
that we live today in a very different environment
現代人が暮らしている環境は
01:28
than the ones in which our bodies evolved.
ヒトの体が進化した環境とは全く違うことです
01:30
And in order to understand these diseases,
これらの疾患を理解するためには
01:33
we need to move past studies of the human genome alone
古代のヒトゲノムの研究だけでなく
01:35
and towards a more holistic approach
古代人類の健康に対する
01:38
to human health in the past.
より包括的なアプローチが必要です
01:40
But there are a lot of challenges for this.
でもこれには多くの問題があります
01:42
And first of all, what do we even study?
まず 一体何を研究するのか?
01:44
Skeletons are ubiquitous; they're found all over the place.
骨はあちこちで発掘され どこにでもあります
01:47
But of course, all of the soft tissue has decomposed,
でも当然 軟組織は全てなくなっていて
01:50
and the skeleton itself
骨格自体から得られる
01:53
has limited health information.
健康の情報は限られています
01:55
Mummies are a great source of information,
ミイラは素晴らしい情報源ですが
01:57
except that they're really geographically limited
地理的に非常に限定されていて
01:59
and limited in time as well.
時代的にも限られてきます
02:02
Coprolites are fossilized human feces,
人間の排泄物の化石である糞石は
02:04
and they're actually extremely interesting.
実は非常に興味深く
02:07
You can learn a lot about ancient diet and intestinal disease,
古代の食生活と腸の病気について多くを学べます
02:09
but they are very rare.
でもめったに発掘されません
02:12
(Laughter)
(笑)
02:14
So to address this problem,
そこで この問題に取り組むため
02:17
I put together a team of international researchers
国際的な研究者のチームを
02:19
in Switzerland, Denmark and the U.K.
スイス・デンマーク・英国で組み
02:21
to study a very poorly studied, little known material
ほとんど研究されず知られていない でも世界中の人々から採集できる物質を
02:23
that's found on people everywhere.
研究することにしました
02:29
It's a type of fossilized dental plaque
石灰化した歯垢で
02:31
that is called officially dental calculus.
正式には歯石と呼ばれます
02:34
Many of you may know it by the term tartar.
「タータ」とも呼ばれます
02:37
It's what the dentist cleans off your teeth
歯医者に行くと
02:39
every time that you go in for a visit.
歯から削り取ってくれるものです
02:41
And in a typical dentistry visit,
通常1回の歯石取りで
02:43
you may have about 15 to 30 milligrams removed.
約15~30ミリグラムが除去されます
02:45
But in ancient times before tooth brushing,
でも歯磨きがされていなかった古代では
02:48
up to 600 milligrams might have built up on the teeth
生涯で最大600ミリグラムもの歯石が
02:51
over a lifetime.
蓄積することがありました
02:54
And what's really important about dental calculus
ここで非常に重要なのは
02:56
is that it fossilizes just like the rest of the skeleton,
歯石は他の骨格と同様に化石化するので
02:59
it's abundant in quantity before the present day
古代の歯石も豊富にあり
03:02
and it's ubiquitous worldwide.
世界中で見られるということです
03:05
We find it in every population around the world at all time periods
数万年遡ったどの時代の世界中のあらゆる人種から
03:07
going back tens of thousands of years.
歯石を見つけることができます
03:10
And we even find it in neanderthals and animals.
ネアンデルタール人や動物からも見つかります
03:12
And so previous studies
これまでの研究では
03:15
had only focused on microscopy.
顕微鏡観察のみが行われていました
03:17
They'd looked at dental calculus under a microscope,
顕微鏡下で歯石を調べた結果
03:19
and what they had found was things like pollen
確認されているのは花粉や
03:21
and plant starches,
植物性デンプン
03:24
and they'd found muscle cells from animal meats
動物の肉にある筋細胞や
03:26
and bacteria.
細菌です
03:28
And so what my team of researchers, what we wanted to do,
ですから私の研究者チームが目指したのは
03:30
is say, can we apply
遺伝子工学および
03:33
genetic and proteomic technology
プロテオミクス技術を応用して
03:35
to go after DNA and proteins,
DNAやタンパク質を調べ
03:37
and from this can we get better taxonomic resolution
これをもとに分類状況を改善し実態の理解を
03:39
to really understand what's going on?
深められるか試すことでした
03:42
And what we found
そして分かったのは
03:44
is that we can find many commensal and pathogenic bacteria
鼻腔や口に生息する多くの
03:46
that inhabited the nasal passages and mouth.
片利共生的な病原菌が見られるということでした
03:48
We also have found immune proteins
感染症や炎症に関連する免疫タンパク質や
03:51
related to infection and inflammation
食生活に関連する
03:54
and proteins and DNA related to diet.
タンパク質やDNAも見つかりました
03:57
But what was surprising to us, and also quite exciting,
でも私たちが驚き 非常に沸き立ったのは
04:00
is we also found bacteria
通常 上部呼吸器系に生息する
04:03
that normally inhabit upper respiratory systems.
細菌も見つけたことでした
04:05
So it gives us virtual access to the lungs,
つまり 多くの深刻な疾患が発症する肺へ
04:07
which is where many important diseases reside.
事実上アクセスできるということです
04:10
And we also found bacteria
また 通常腸内に生息する
04:13
that normally inhabit the gut.
細菌も見つかり
04:15
And so we can also now virtually gain access
さらに離れた臓器系でさえ実質的に
04:17
to this even more distant organ system
アクセスできるようになりました
04:20
that, from the skeleton alone,
とうの昔に分解され 骨格のみでは
04:22
has long decomposed.
分からない臓器系です
04:24
And so by applying ancient DNA sequencing
古代の歯石に古代のDNA配列と
04:26
and protein mass spectrometry technologies
タンパク質の質量分析技術を
04:28
to ancient dental calculus,
適用することにより
04:30
we can generate immense quantities of data
莫大な量のデータが生成でき
04:32
that then we can use to begin to reconstruct a detailed picture
何千年も前の食生活と
04:35
of the dynamic interplay
感染症や免疫の間にあった
04:38
between diet, infection and immunity
変動的な相互作用の詳細な状況を
04:40
thousands of years ago.
再現し始めることができるのです
04:42
So what started out as an idea,
1つのアイデアだったのが
04:44
is now being implemented
今では膨大な配列データ生成のため
04:46
to churn out millions of sequences
実施されているところです
04:48
that we can use to investigate
このデータをもとに
04:50
the long-term evolutionary history of human health and disease,
ヒトの健​​康と病気の長期的進化の歴史を
04:52
right down to the genetic code of individual pathogens.
個々の病原体の遺伝子コードのレベルで調査し
04:55
And from this information
この情報から
04:58
we can learn about how pathogens evolve
病原体がどのように進化するか
05:00
and also why they continue to make us sick.
人はなぜ病気になり続けるのか学ぶことができます
05:02
And I hope I have convinced you
皆さん歯石の価値について
05:05
of the value of dental calculus.
分かっていただけたでしょうか
05:07
And as a final parting thought,
締めくくりとして
05:09
on behalf of future archeologists,
将来の考古学者に代わってお願いします
05:11
I would like to ask you to please think twice
家に帰って歯を磨くとき
05:14
before you go home and brush your teeth.
もう一度考え直してください
05:17
(Applause)
(拍手)
05:19
Thank you.
ありがとう
05:21
(Applause)
(拍手)
05:23
Translator:Sawa Horibe
Reviewer:Takafusa Kitazume

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Christina Warinner - Archaeological geneticist
Christina Warinner is a researcher at the University of Zurich, where she studies how humans have co-evolved with environments, diets and disease.

Why you should listen

Tna analyzes DNA from the bones and teeth of ancient people to study human evolution in response to changes in infectious disease, diet and the environment over the last 10,000 years. Using samples from ancient skeletons and mummies, she investigates how and why lactase persistence, alcohol intolerance and HIv-resistance have evolved in different populations around the world. As an archaeogeneticist, she’s particularly interested in bridging the gap between archaeology, anthropology and the biomedical sciences.

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Data provided by TED.

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