Emma Teeling: The secret of the bat genome

In Western society, bats are often characterized as creepy, even evil. Zoologist Emma Teeling encourages us to rethink our attitude toward bats, whose unique and fascinating biology gives us insight into our own genetic makeup. (Filmed at TEDxDublin.)

Điều tôi muốn tất cả các bạn làm ngay bây giờ

là nghĩ về loài động vật có vú mà tôi sắp mô tả cho bạn.

Điều đầu tiên tôi sẽ cho bạn biết về động vật có vú này

là nó thực sự cần thiết để hệ sinh thái của chúng ta vận hàng đúng

Nếu chúng ta loại bỏ loài động vật có vú này ra khỏi hệ sinh thái,

thì hệ sinh thái sẽ không hoạt động được nữa.

Đó là điều đầu tiên.

Điều thứ hai chính là nhờ vào khả năng cảm giác độc đáo

của chúng, nếu chúng ta nghiên cứu về loài này,

chúng ta sẽ có được một nguồn kiến thức sâu rộng cho những căn bệnh

về giác quan, chẳng hạn như mù và điếc.

Và khía cạnh thứ ba thực sự hấp dẫn của loài có vú này

đó là tôi hoàn toàn tin rằng bí mật về tuổi trẻ vĩnh cửu

nằm sâu trong DNA của chúng.

Các bạn có đang suy nghĩ không?

Vì vậy,

đó là một sinh vật tuyệt vời, phải không nào?

Ai ở đây đã nghĩ về một con dơi?

Ah, tôi có thể thấy rằng một nửa khán giả ở đây đồng ý với tôi,

và tôi có nhiều việc phải làm để thuyết phục một nửa còn lại.

Tôi đã có một cơ hội tốt trong 20 năm qua

để nghiên cứu các động vật có vú xinh đẹp và hấp dẫn này.

Một phần năm những loài động vật có vú là dơi,

và chúng có những thuộc tính rất độc đáo.

Như chúng ta đã biết, dơi có mặt ở khắp nơi trên hành tinh này

cách đây khoảng 64 triệu năm.

Một trong những điều đặc biệt nhất đó là dơi

là loài động vật có vú biết bay.

Bay là một điều vốn dĩ rất khó.

Đối với động vật có xương sống, bay chỉ tiến hóa 3 lần duy nhất:

một lần ở loài dơi, một lần ở loài chim,

và một lần trong ở loài thằn lằn ngón cánh.

Và bay rất tốn năng lượng.

Loài dơi đã học và tiến hóa sao cho có thế đối phó với điều này.

Nhưng một điều vô cùng khác biệt nữa về loài dơi

đó là chúng có khả năng sử dụng âm thanh

để nhận thức môi trường xung quanh. Chúng sử dụng sự định vị tiếng vang.

Và bây giờ, đây là những gì tôi muốn nói về sự định vị tiếng vang --

một âm thanh được dơi phát ra ngoài từ thanh quản thông qua miệng

hoặc mũi của chúng. Sóng âm thanh này phát ra

và gặp những vật thể trong môi trường sẽ phản xạ trở lại bằng tiếng vang,

sau đó dơi sẽ nghe những tiếng vang đó

và chúng chuyển thông tin này thành hình ảnh âm thanh.

Và điều này cho phép chúng hoàn toàn định hướng được trong bóng tối.

Thực sự, chúng trông rất lạ. Chúng ta là con người.

Chúng ta là loài sử dụng thị giác. Khi các nhà khoa học nhận ra rằng

dơi thực sự sử dụng âm thanh để có thể bay,

định hướng và di chuyển trong đêm, chúng tôi đã không tin vào điều đó.

Trong một trăm năm qua, mặc dù các bằng chứng chỉ ra

rằng đó là cách loài dơi làm, nhưng chúng tôi đã không tin.

Bây giờ, nếu bạn nhìn vào con dơi này , nó có chút gì đó giống người ngoài hành tinh.

Thật vậy, nhà triết học rất nổi tiếng Thomas Nagel

một lần đã nói rằng: "Để thực sự trải nghiệm một cuộc sống của người ngoài hành tinh

trên trái đất này, bạn nên nhốt mình trong một căn phòng

với một con dơi đang bay và sử dụng sự định vị tiếng vang trong bóng tối".

Và nếu bạn chú ý vào các đặc tính vật lý thực tế

trên mặt của loài dơi móng ngựa xinh đẹp này,

bạn sẽ thấy rất nhiều đặc điểm được dành riêng

cho việc phát ra âm thanh và nhận lại.

Đôi tai rất lớn, mũi kỳ lạ, nhưng đôi mắt nhỏ xíu.

Một lần nữa, nếu bạn chỉ nhìn vào con dơi này, bạn sẽ thấy rằng

âm thanh rất quan trọng cho sự sống còn của nó.

Hầu hết loài dơi đều giống nhau.

Tuy nhiên, có một nhóm không sử dụng sự định vị tiếng vang.

Chúng không sử dụng âm thanh để nhận thức môi trường,

và đó là những con cáo bay.

Nếu ai đó đã từng may mắn được ở (đến) Úc,

bạn đã nhìn thấy chúng ra khỏi vườn bách thảo ở Sydney,

và chỉ cần nhìn vào khuôn mặt của chúng, bạn có thể thấy

chúng có đôi mắt rất lớn và đôi tai rất nhỏ.

Vì thế đối với loài dơi đây là một sự biến thiên rất lớn

về khả năng của chúng để sử dụng các giác quan.

Điều này thực sự quan trọng cho những gì tôi sắp

kể cho bạn ngay sau đây.

Bây giờ, nếu ý tưởng về những con dơi trong tháp chuông làm bạn khiếp sợ,

và tôi biết một số người đang cảm thấy hơi tệ

hãy nhìn vào những hình ảnh cỡ lớn về loài dơi,

có thể không có gì đáng ngạc nhiên,

bởi vì ở đây, trong văn hóa phương Tây,

dơi được xem như loài quỷ.

Thực sự, dĩ nhiên, cuốn sách nổi tiếng "Dracula"

được viết bởi Bram Stoker sống ở phía Bắc Dublin,

có lẽ chịu trách nhiệm về điều này.

Tuy nhiên, tôi cũng nghĩ với thực tế rằng

dơi bay ra ngoài vào ban đêm, và chúng ta không

thật sự hiểu chúng. Chúng ta có một chút sợ hãi bởi những thứ

có nhận thức về thế giới hơi khác so với chúng ta.

Loài dơi thường gắn với những sự kiện xấu.

Họ là thủ phạm trong những bộ phim kinh dị,

giống như "Những đôi cánh của đêm" nổi tiếng.

Ngoài ra, nếu bạn nghĩ về nó, những con quỷ

luôn có đôi cánh của loài dơi, trong khi những con chim --

hoặc thiên thần, thường có những đôi cánh của loài chim.

Đó là xã hội phương Tây, và điều tôi hy vọng làm tối nay

là thuyết phục bạn về nền văn hóa truyền thống Trung Quốc,

họ cho rằng dơi là

sinh vật mang lại may mắn, và thực sự, nếu bạn đi vào

một ngôi nhà Trung Quốc, bạn có thể thấy một hình ảnh như thế này.

Đây được xem như là "5 Phước lành".

Theo Tiếng Trung, từ "dơi" phát âm nghe gần giống như

từ "hạnh phúc", và họ tin rằng dơi

mang lại sự giàu có, sức khỏe, tuổi thọ, đức hạnh và thanh thản.

Và thật vậy, trong hình ảnh này, bạn có một bức tranh về tuổi thọ

được bao quanh bởi 5 con dơi.

Và tối nay điều tôi muốn nói với bạn

và chỉ cho bạn thấy rằng ít nhất ba trong những phước lành

chắc chắn được đại diện bởi một con dơi, và nếu chúng ta nghiên cứu về loài dơi

chúng ta sẽ tiến gần đến từng phước lành đó.

Vì vậy, sự giàu có -- làm thế nào một con dơi có thể mang đến cho chúng ta sự giàu có?

Như tôi đã nói trước đó, loài dơi rất cần thiết cho hệ sinh thái của chúng ta

hoạt động chính xác. Và tại sao lại như thế?

Những con dơi vùng nhiệt đới là người thụ phấn của nhiều thực vật.

Chúng cũng ăn trái cây và phân tán hạt

của trái cây đó. Loài dơi có trách nhiệm thụ phấn cho

cây tequila (cây thùa), đó là một ngành công nghiệp hàng triệu đô la

ở Mexico. Vì vậy, thực sự, chúng ta cần chúng

cho hệ sinh thái của chúng ta được hoạt động đúng.

Không có chúng, nó sẽ là một vần đề.

Nhưng phần lớn dơi là loài động vật săn côn trùng.

Ở Mỹ, người ta ước tính, trong một vùng thuộc địa nhỏ,

những con dơi lớn màu nâu, chúng tiêu thụ

hơn một triệu côn trùng mỗi năm,

và ở Mỹ, ngay bây giờ

dơi đang bị đe dọa bởi một căn bệnh được gọi là hội chứng mũi trắng.

Hội chứng này lan rộng khắp nước Mỹ và làm chết

một lượng dơi lớn, và các nhà khoa học đã ước tính được

rằng 1.300 tấn côn trùng còn lại mỗi năm

trong các hệ sinh thái do sự biến mất của loài dơi.

Dơi cũng bị đe doạ ở Mỹ

bởi sự thu hút của những nông trại gió. Một lần nữa, ngay bây giờ

loài dơi đang gặp một chút vần đề.

Chúng sẽ - chúng đang bị đe dọa

chỉ duy nhất ở Mỹ.

Bây giờ, làm thế nào điều này có thể giúp chúng ta?

Vâng, chúng tôi đã tính rằng nếu loại bỏ những con dơi

từ phương trình, chúng ta sẽ phải sử dụng

thuốc trừ sâu để loại bỏ tất cả những loài côn trùng gây hại

đến cây nông nghiệp của chúng ta.

Và trong một năm chỉ riêng ở Mỹ, người ta ước tính

chi phí sẽ là 22 tỷ đô la Mỹ,

nếu chúng ta loại bỏ loài dơi. Vì vậy, thực sự, dơi đem đến cho chúng ta sự giàu có.

Chúng duy trì sức khỏe của hệ sinh thái của chúng ta,

và cũng giúp chúng ta tiết kiệm tiền.

Vì vậy, một lần nữa, đó là phước lành thứ nhất. Dơi rất quan trọng

cho hệ sinh thái của chúng ta.

Còn điều thứ hai? Sức khỏe thì sao?

Bên trong mỗi tế bào trong cơ thể của bạn là bộ gen của bạn.

Bộ gen của bạn được tạo thành từ ADN của bạn,

ADN của bạn mã hóa protein cho phép bạn hoạt động

tương tác và là chính bạn.

Và với những tiến bộ mới trong công nghệ phân tử hiện đại,

chúng ta có thể nối bộ gen của riêng chúng ta

trong một thời gian rất ngắn và với một chi phí rất thấp.

Bây giờ, khi chúng ta đã làm điều này, chúng ta nhận ra

có nhiều biến thể trong bộ gen của chúng ta.

Vì vậy, tôi muốn bạn nhìn người bên cạnh.

Chỉ một cái liếc nhẹ. Và điều chúng ta cần nhận ra

đó là cứ mỗi 300 cặp DNA của bạn giúp bạn có một chút khác biệt

Và một trong những thách thức lớn bây giờ

trong y học phân tử hiện đại

dù sự thay đổi này làm cho bạn dễ bị bệnh,

hay biến thể này chỉ làm bạn khác đi?

Một lần nữa, nó có nghĩa gì ở đây? ý nghĩa thực sự của những biến thể

này là gì? Vì vậy, nếu chúng ta chuyển tất cả những

dữ liệu phân tử mới và thông tin gen được cá nhân hoá

lên trực tuyến cái mà chúng ta có thể có

trong vài năm tới, chúng ta có thể phân biệt

được 2 cá thể. Vậy làm sao chúng ta làm được?

Vâng, tôi tin rằng chúng ta chỉ cần nhìn vào bản chất của những thí nghiệm.

thông qua chọn lọc tự nhiên, qua thời gian,

sự đột biến, những biến thể phá vỡ chức năng của một protein

sẽ không được dung thứ theo thời gian.

Sự tiến hóa như một cái sàng. Nó lọc ra các biến thể xấu.

Và như vậy, do đó, nếu bạn nhìn vào cùng một vùng

của một gen trong nhiều động vật có vú đã

tiến hóa xa nhau

và cũng như bất đống sinh thái, bạn sẽ có được

sự hiểu biết tốt hơn về những gì trước tiến hóa,

Ví dụ, nếu nó là quan trọng cho sự vận hành của động vật có vú

cho sự sống còn của nó, nó sẽ giống nhau

trong tất cả các giống nòi, loài khác nhau.

Vì vậy, nếu chúng ta đã làm điều này,

chúng ta sẽ cần phải làm tuần tự theo khu vực

trong tất cả các động vật có vú khác nhau và xác định nếu nó là như nhau

hoặc nếu nó là khác nhau. Vì vậy, nếu nó là như nhau,

điều này cho thấy rằng điều đó quan trọng cho một chức năng,

Vì vậy, một đột biến phải nằm trong mặt đó.

Vì vậy trong trường hợp này, nếu tất cả các động vật có vú mà chúng tôi xem xét

có một bộ gen vàng,

nó có thể cho rằng màu tím là xấu.

Điều này thậm chí mạnh hơn nếu bạn nhìn vào động vật có vú

đó làm việc một cách hơi khác.

Vì vậy, ví dụ, vùng của bộ gen

mà tôi đã nhìn vào là một khu vực quan trọng đối với việc nhìn.

Nếu chúng ta nhìn vào khu vực mà động vật có vú không nhìn rõ,

giống như dơi, và chúng tôi thấy rằng dơi không nhìn rõ

màu tím, chúng ta biết rằng điều này có thể

là nguyên nhân gây ra bệnh này.

Vì vậy trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã sử dụng dơi để xem xét hai loại bệnh

khác nhau liên quan tới giác quan.

Chúng tôi đang tìm kiếm bệnh mù. Bây giờ tại sao bạn sẽ làm điều này?

314 triệu người bị khiếm thị, và

45 triệu người trong số này bị mù. Vì vậy, mù là một vấn đề lớn,

và rất nhiều các rối loạn mù đến từ di truyền,

Vì vậy, chúng tôi muốn thử và hiểu rõ hơn

những đột biến trong gen gây ra căn bệnh này.

chúng tôi cũng nhìn vào bệnh điếc. Cứ mỗi 1.000

trẻ sơ sinh thì có 1 trẻ bị điếc, và khi chúng tôi tiếp cận độ tuổi 80,

hơn một nửa cũng có vấn đề về việc nghe.

Một lần nữa, có nhiều yếu tố di truyền gây ra việc này.

Vì vậy điều chúng tôi đang thực hiện trong phòng thí nghiệm

là nhìn vào những chuyên gia cảm giác duy nhất, loài dơi,

và chúng tôi đã nhìn vào gen gây mù

khi có một vấn đề trong đó,

những gen gây điếc khi có một vấn đề trong đó,

và bây giờ chúng tôi có thể dự đoán những khía cạnh có nhiều khả năng gây ra bệnh.

Vì vậy, con dơi cũng quan trọng cho sức khỏe của chúng ta,

để chúng ta hiểu rõ hơn về các chức năng bộ gen của mình.

Vì thế đây là nơi chúng ta đang ở bây giờ

nhưng những gì về tương lai?

Điều gì về tuổi thọ?

Đây là nơi chúng ta đang đi đến, và như tôi đã nói trước đó,

Tôi thực sự tin rằng bí mật của tuổi trẻ vĩnh cửu

nằm trong bộ gen của dơi.

Tại sao chúng ta nên quan tâm đến các vấn đề về lão hóa?

Vâng, thực sự, đây là một hình ảnh được rút ra từ những năm 1500

về suối nguồn của tuổi trẻ. Lão hóa được coi là

một trong những thứ quen thuộc, nhưng chưa được hiểu rõ,

các khía cạnh sinh học, và thực sự,

kể từ khi bình minh của nền văn minh, nhân loại đã tìm cách để tránh nó.

Nhưng chúng ta sẽ phải hiểu nó nhiều hơn.

Ở riêng châu Âu, tính đến năm 2050, có thể

số người trên 65 tuổi sẽ tăng 70 phần trăm

và 170 phần trăm số người trên 80.

Cũng như tuổi tác, sự suy thoái

gây ra cho xã hội của chúng ta những vấn đề, vì vậy chúng ta phải giải quyết nó.

Vậy làm sao bí mật của tuổi trẻ vĩnh cửu có thể nằm

trong bộ gen của dơi? Có ai muốn mạo hiểm

đoán xem con dơi này có thể sống trong bao lâu?

Ai-- giơ tay của bạn lên - ai nói hai năm?

Không ai? Một? Thế còn 10 năm thì sao?

Một vài? Thế còn 30 năm?

40 thì sao? Được rồi, đó là toàn bộ những câu trả lời khác nhau

Con dơi này là một myotis brandtii. Nó là loài dơi có tuổi thọ dài nhất.

Nó đã sống tới 42 tuổi,

và ngày nay loài dơi này vẫn còn sống trong tự nhiên.

Nhưng điều tuyệt vời về nó là gì?

Vâng, đặc thù của động vật có vú đó là có một mối quan hệ

giữa kích thước cơ thể, tỷ lệ trao đổi chất,

và tuổi thọ, và bạn có thể dự đoán

bao lâu một động vật có vú có thể sống với kích thước cơ thể của nó.

Rất điển hình, động vật có vú nhỏ sống nhanh, chết sớm.

Hãy nghĩ về một con chuột. Nhưng loài dơi thì khác.

Như bạn có thể thấy trên biểu đồ này, màu xanh,

đây là những tất cả các động vật có vú khác, nhưng dơi

có thể sống lâu hơn mong đợi gấp 9 lần

bởi vì có một tỷ lệ trao đổi chất thực sự cao,

và câu hỏi là, làm sao chúng có thể làm điều đó?

Có 19 loài động vật có vú sống lâu hơn

dự kiến, đưa ra các kích thước cơ thể của chúng, người đàn ông,

và 18 trong số còn lại là dơi.

Vì thế, chúng phải có một cái gì đó trong DNA của chúng

để giúp chúng đối phó với sự trao đổi chất mạnh mẽ,

đặc biệt là bay. Chúng dùng năng lượng nhiều hơn gấp 3 lần

so với một động vật có vú cùng kích thước,

nhưng dường như không phải chịu những hậu quả hoặc tác động nào.

Vì thế, ngay bây giờ, trong phòng thí nghiệm của tôi, chúng tôi đang kết hợp

những kỹ xảo của dơi trong lĩnh vực sinh học, đi ra ngoài và bắt

những con dơi sống thọ, với cập nhật mới nhất,

công nghệ hiện đại phân tử để hiểu rõ hơn

những gì chúng làm để ngăn chặn lão hóa như chúng ta làm.

Và hy vọng rằng trong năm năm tiếp theo, tôi sẽ đưa cho bạn một TEDTalk về điều đó.

Lão hóa là một vấn đề lớn cho nhân loại,

và tôi tin rằng bằng cách nghiên cứu loài dơi, chúng ta có thể khám phá

các cơ chế phân tử cho phép động vật có vú

để đạt được sự thay đổi về tuổi thọ. Nếu chúng ta tìm ra

những gì chúng đang làm, có lẽ thông qua liệu pháp gen,

chúng ta có thể làm điều tương tự.

Có khả năng, điều này có nghĩa rằng chúng ta có thể ngăn chặn sự lão hóa hoặc có lẽ thậm chí đảo ngược nó.

Chỉ cần hình dung những gì như vậy.

Vì vậy thực sự, tôi không nghĩ rằng chúng ta nên xem chúng

như những con quỷ biết bay của bóng đêm, chúng giống như những siêu anh hùng của chúng ta.

Và thực tế là rằng dơi có thể mang lại cho chúng ta rất nhiều lợi ích

Nếu chúng ta chỉ nhìn ở đúng nơi. Chúng tốt cho hệ sinh thái của chúng ta,

chúng cho phép chúng ta hiểu các chức năng bộ gen của chúng ta như thế nào,

và khả năng chúng giữ bí mật về tuổi trẻ vĩnh cửu.

Vì vậy tối nay, khi bạn ra khỏi đây và nhìn

lên bầu trời đêm, và bạn thấy loài động vật có vú đang bay xinh đẹp này,

Tôi muốn bạn mỉm cười. Cảm ơn các bạn. (Vỗ tay)