TED2012
Christina Warinner: Tracking ancient diseases using ... plaque
Кристина Вариннер: Отслеживаем древние болезни по... зубному камню
Filmed:
Readability: 5.4
720,126 views
Представьте, что мы могли бы узнать о болезнях, изучая историю человеческих болезней начиная от гоминидов и до настоящего времени. Но как? Кристина Вариннер, археолог-генетик, открыла новый впечатляющий способ — по ДНК бактерий, сохранившихся в зубном камне.
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
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
Have you ever wondered
0
0
2000
Вы когда-нибудь задавались вопросом,
00:17
what is inside your dental plaque?
1
2000
3000
из чего состоит зубной камень?
00:20
Probably not, but people like me do.
2
5000
2000
Вероятно, нет, но людей, таких как я, это интересует.
00:22
I'm an archeological geneticist
3
7000
2000
Я работаю археологом-генетиком
00:24
at the Center for Evolutionary Medicine
4
9000
2000
в центре Эволюционной Медицины
00:26
at the University of Zurich,
5
11000
2000
в университете Цюриха,
00:28
and I study the origins and evolution of human health and disease
6
13000
3000
я изучаю происхождение и эволюцию здоровья и болезней человека,
00:31
by conducting genetic research
7
16000
2000
проводя генетические исследования
00:33
on the skeletal and mummified remains of ancient humans.
8
18000
3000
скелетов и мумифицированных останков древних людей.
00:36
And through this work, I hope to better understand
9
21000
3000
В своей работе я пытаюсь выявить
00:39
the evolutionary vulnerabilities of our bodies,
10
24000
2000
эволюционно обусловленные слабые места наших тел,
00:41
so that we can improve
11
26000
3000
чтобы мы смогли улучшить
00:44
and better manage our health in the future.
12
29000
2000
уровень здоровья и ухода за ним в будущем.
00:46
There are different ways to approach evolutionary medicine,
13
31000
3000
В эволюционной медицине выделяют несколько методов,
00:49
and one way is to extract human DNA
14
34000
2000
и одним из них является
00:51
from ancient bones.
15
36000
2000
извлечение ДНК из древних костей.
00:53
And from these extracts,
16
38000
2000
Из этих извлечений мы можем воссоздать
00:55
we can reconstruct the human genome at different points in time
17
40000
3000
человеческий геном в разные моменты времени
00:58
and look for changes that might be related to adaptations,
18
43000
3000
и проследить изменения, которые могли быть вызваны адаптацией,
01:01
risk factors and inherited diseases.
19
46000
3000
факторами риска и унаследованными заболеваниями.
01:04
But this is only one half of the story.
20
49000
3000
Но это только половина дела.
01:07
The most important health challenges today
21
52000
3000
Самые серьёзные проблемы со здоровьем на сегодняшний день
01:10
are not caused by simple mutations in our genome,
22
55000
3000
не связаны с мутацией генома, а скорее являются
01:13
but rather result from a complex and dynamic interplay
23
58000
3000
результатом сложного и динамичного взаимодействия
01:16
between genetic variation,
24
61000
2000
между генетическими вариациями,
01:18
diet, microbes and parasites
25
63000
2000
питанием, микробами и паразитами,
01:20
and our immune response.
26
65000
2000
и реакций нашей иммунной системы.
01:22
All of these diseases
27
67000
2000
Все эти болезни имеют
01:24
have a strong evolutionary component
28
69000
2000
веский эволюционный компонент,
01:26
that directly relates to the fact
29
71000
2000
указывающий на факт, что окружающая среда,
01:28
that we live today in a very different environment
30
73000
2000
в которой мы живём сейчас, резко отличается от той,
01:30
than the ones in which our bodies evolved.
31
75000
3000
в которой наши тела развивались.
01:33
And in order to understand these diseases,
32
78000
2000
Чтобы понять эти болезни,
01:35
we need to move past studies of the human genome alone
33
80000
3000
нужно прошлые исследования по изолированному изучению генома
01:38
and towards a more holistic approach
34
83000
2000
направить к более интегрированному подходу,
01:40
to human health in the past.
35
85000
2000
к изучению человеческого здоровья в прошлом.
01:42
But there are a lot of challenges for this.
36
87000
2000
Но существует множество трудностей.
01:44
And first of all, what do we even study?
37
89000
3000
Прежде всего, что же мы изучаем?
01:47
Skeletons are ubiquitous; they're found all over the place.
38
92000
3000
Скелеты повсеместны, их находят повсюду.
01:50
But of course, all of the soft tissue has decomposed,
39
95000
3000
Конечно, все мягкие ткани уже разложились,
01:53
and the skeleton itself
40
98000
2000
а сам скелет несёт
01:55
has limited health information.
41
100000
2000
мало информации о здоровье.
01:57
Mummies are a great source of information,
42
102000
2000
Мумии — вот превосходный источник информации,
01:59
except that they're really geographically limited
43
104000
3000
но они ограничены по географии,
02:02
and limited in time as well.
44
107000
2000
а также ограничены по времени.
02:04
Coprolites are fossilized human feces,
45
109000
3000
Копролиты — окаменевшие человеческие фекалии,
02:07
and they're actually extremely interesting.
46
112000
2000
они чрезвычайно интересны.
02:09
You can learn a lot about ancient diet and intestinal disease,
47
114000
3000
Можно много чего узнать о питании и кишечных болезнях,
02:12
but they are very rare.
48
117000
2000
но они крайне редки.
02:14
(Laughter)
49
119000
3000
(Смех)
02:17
So to address this problem,
50
122000
2000
Для изучения данного вопроса,
02:19
I put together a team of international researchers
51
124000
2000
я собрала команду исследователей из разных стран мира
02:21
in Switzerland, Denmark and the U.K.
52
126000
2000
в Швейцарии, Дании и Великобритании,
02:23
to study a very poorly studied, little known material
53
128000
6000
чтобы заняться исследованием плохо изученного, мало известного материала,
02:29
that's found on people everywhere.
54
134000
2000
которым располагают все люди.
02:31
It's a type of fossilized dental plaque
55
136000
3000
Это разновидность окаменевшего зубного налёта,
02:34
that is called officially dental calculus.
56
139000
3000
который принято называть минерализованная микробная зубная бляшка.
02:37
Many of you may know it by the term tartar.
57
142000
2000
Многим он известен как зубной камень.
02:39
It's what the dentist cleans off your teeth
58
144000
2000
Это то, что стоматолог снимает с зубов
02:41
every time that you go in for a visit.
59
146000
2000
каждый раз, когда вы приходите на приём.
02:43
And in a typical dentistry visit,
60
148000
2000
На типичном приёме у стоматолога,
02:45
you may have about 15 to 30 milligrams removed.
61
150000
3000
удаляется примерно от 15 до 30 миллиграммов.
02:48
But in ancient times before tooth brushing,
62
153000
3000
В древние времена, до того как начали чистить зубы,
02:51
up to 600 milligrams might have built up on the teeth
63
156000
3000
на зубах могло откладываться до 600 миллиграммов
02:54
over a lifetime.
64
159000
2000
на протяжении всей жизни.
02:56
And what's really important about dental calculus
65
161000
3000
Важным свойством зубного камня является то,
02:59
is that it fossilizes just like the rest of the skeleton,
66
164000
3000
что он окаменевает и становится твёрдым, как кость,
03:02
it's abundant in quantity before the present day
67
167000
3000
и до настоящего времени его было в достатке
03:05
and it's ubiquitous worldwide.
68
170000
2000
и распространён он повсеместно.
03:07
We find it in every population around the world at all time periods
69
172000
3000
Его можно обнаружить у населения любого уголка Земли,
03:10
going back tens of thousands of years.
70
175000
2000
любого периода времени, на протяжении многих десятков тысяч лет.
03:12
And we even find it in neanderthals and animals.
71
177000
3000
Зубной камень был найден даже у неандертальцев и животных.
03:15
And so previous studies
72
180000
2000
Предыдущие исследования
03:17
had only focused on microscopy.
73
182000
2000
концентрировались только на микроскопии.
03:19
They'd looked at dental calculus under a microscope,
74
184000
2000
Зубной камень разглядывали под микроскопом
03:21
and what they had found was things like pollen
75
186000
3000
и находили такие вещи
03:24
and plant starches,
76
189000
2000
как пыльца и крахмалы растений,
03:26
and they'd found muscle cells from animal meats
77
191000
2000
мышечные клетки мяса животных
03:28
and bacteria.
78
193000
2000
и бактерии.
03:30
And so what my team of researchers, what we wanted to do,
79
195000
3000
Моя команда исследователей хотела узнать,
03:33
is say, can we apply
80
198000
2000
можем ли мы применить
03:35
genetic and proteomic technology
81
200000
2000
генетические и продромальные технологии
03:37
to go after DNA and proteins,
82
202000
2000
по обнаружению ДНК и протеинов и, исходя из этого,
03:39
and from this can we get better taxonomic resolution
83
204000
3000
можем ли мы улучшить наше представление таксономии,
03:42
to really understand what's going on?
84
207000
2000
чтобы действительно понять, в чём дело?
03:44
And what we found
85
209000
2000
Мы обнаружили,
03:46
is that we can find many commensal and pathogenic bacteria
86
211000
2000
что множество симбиотических и патогенных бактерий
03:48
that inhabited the nasal passages and mouth.
87
213000
3000
обитает в наших носовых проходах и во рту.
03:51
We also have found immune proteins
88
216000
3000
Также мы обнаружили иммунные белки,
03:54
related to infection and inflammation
89
219000
3000
связанные с инфекциями и воспалениями,
03:57
and proteins and DNA related to diet.
90
222000
3000
белки и ДНК связанные с диетой.
04:00
But what was surprising to us, and also quite exciting,
91
225000
3000
Больше всего нас удивило и поразило то,
04:03
is we also found bacteria
92
228000
2000
что мы также обнаружили бактерию,
04:05
that normally inhabit upper respiratory systems.
93
230000
2000
которая обычно обитает в верхней части дыхательной системы.
04:07
So it gives us virtual access to the lungs,
94
232000
3000
Что фактически даёт нам доступ к лёгким,
04:10
which is where many important diseases reside.
95
235000
3000
месту, где обитают многие серьёзные заболевания.
04:13
And we also found bacteria
96
238000
2000
Ещё мы обнаружили бактерию,
04:15
that normally inhabit the gut.
97
240000
2000
обычно проживающую в кишечнике.
04:17
And so we can also now virtually gain access
98
242000
3000
Таким образом, фактически мы получили доступ
04:20
to this even more distant organ system
99
245000
2000
к ещё более отдалённой системе органов,
04:22
that, from the skeleton alone,
100
247000
2000
которая в отличие от скелета
04:24
has long decomposed.
101
249000
2000
давно уже разложилась.
04:26
And so by applying ancient DNA sequencing
102
251000
2000
Расшифровывая древние ДНК,
04:28
and protein mass spectrometry technologies
103
253000
2000
и применяя масс-спектрометрию к протеинам
04:30
to ancient dental calculus,
104
255000
2000
древнего зубного камня,
04:32
we can generate immense quantities of data
105
257000
3000
мы можем получить огромное количество информации,
04:35
that then we can use to begin to reconstruct a detailed picture
106
260000
3000
которую затем можно использовать для воссоздания
04:38
of the dynamic interplay
107
263000
2000
детальной картины динамического взаимодействия
04:40
between diet, infection and immunity
108
265000
2000
между питанием, инфекциями и иммунитетом
04:42
thousands of years ago.
109
267000
2000
тысячи лет назад.
04:44
So what started out as an idea,
110
269000
2000
Таким образом, то, что началось с идеи,
04:46
is now being implemented
111
271000
2000
теперь применяется
04:48
to churn out millions of sequences
112
273000
2000
для выявления множества последовательностей,
04:50
that we can use to investigate
113
275000
2000
помогающих исследовать долгосрочную
04:52
the long-term evolutionary history of human health and disease,
114
277000
3000
историю эволюции человеческого здоровья и заболеваний,
04:55
right down to the genetic code of individual pathogens.
115
280000
3000
вплоть до генетического кода отдельных патогенов.
04:58
And from this information
116
283000
2000
Благодаря этой информации
05:00
we can learn about how pathogens evolve
117
285000
2000
мы можем понять, как развивались патогены,
05:02
and also why they continue to make us sick.
118
287000
3000
и почему они продолжают вызывать болезни.
05:05
And I hope I have convinced you
119
290000
2000
Надеюсь, я вас убедила
05:07
of the value of dental calculus.
120
292000
2000
в ценности зубного камня.
05:09
And as a final parting thought,
121
294000
2000
И, напоследок,
05:11
on behalf of future archeologists,
122
296000
3000
от лица будущих археологов,
05:14
I would like to ask you to please think twice
123
299000
3000
хотелось бы попросить вас дважды задуматься,
05:17
before you go home and brush your teeth.
124
302000
2000
перед тем как почистить зубы.
05:19
(Applause)
125
304000
2000
(Аплодисменты)
05:21
Thank you.
126
306000
2000
Спасибо.
05:23
(Applause)
127
308000
2000
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Christina Warinner - Archaeological geneticistChristina 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.
Christina Warinner | Speaker | TED.com