Jarenlang beschouwen we speeksel als iets vanzelfsprekends, een vloeistof die cruciaal is voor de spijsvertering, de mondgezondheid en de verdediging tegen ziekten. De evolutionaire reis van menselijk speeksel is echter tot nu toe grotendeels onbekend gebleven. Een recent onderzoek door onderzoekers van de Universiteit van Buffalo heeft nieuw licht geworpen op de manier waarop menselijk speeksel evolueerde, waarbij frequente duplicaties van eiwitgenen, verliezen en veranderingen in de regelgeving aan het licht kwamen, vooral binnen de primatenlijn. Deze ontdekkingen bieden waardevolle inzichten in hoe voeding en ziekte de biologie van primaten en de menselijke evolutie hebben gevormd.
Belangrijkste bevindingen uit genomische analyse
Het onderzoek, gepubliceerd in Genome Biology and Evolution, bouwt voort op eerder samenwerkingswerk tussen Stefan Ruhl, DDS, Ph.D., professor en voorzitter van Oral Biology, en Omer Gokcumen, Ph.D., universitair hoofddocent biologische wetenschappen. De studie, geleid door voormalig Ph.D. student Petar Pajic en huidig Ph.D. student Luane Landau, gebruikte DNA- en RNA-datasets om soorten te vergelijken, en demonstreerde hoe secretoire calciumbindende fosfoproteïne (SCPP)-genen veranderden en zich uitbreidden gedurende de evolutie – een proces dat verband houdt met de ontwikkeling van skeletten, de opkomst van tandglazuur bij vissen en de productie van melk bij zoogdieren.
Menselijk speeksel: verrassend onderscheidend
Aanvankelijk veronderstelden de onderzoekers dat menselijk speeksel sterk zou lijken op dat van apen, gezien hun hoge genetische homologie (meer dan 98%). Ze waren echter verrast toen ze talloze compositorische verschillen ontdekten. Deze onthulling leidde tot een bredere vergelijkende analyse van verschillende diersoorten, waarbij een sterke correlatie tussen voeding en speekseleiwitsamenstelling werd benadrukt.
Dieet stimuleert de ontwikkeling van speeksel
De bevindingen gaven aan dat het dieet van dieren een sleutelrol speelt bij de vorming van hun speeksel. Niet-menselijke primaten hebben bijvoorbeeld relatief lage niveaus van amylase (het enzym dat zetmeel afbreekt) in hun speeksel, een contrast met mensen die aanzienlijk hogere niveaus hebben. Dit verschil vloeide voort uit de vroege adoptie van zetmeelconsumptie door mensen, terwijl apen dat niet deden.
Evolutionaire links naar melkproductie
Uit verder onderzoek is gebleken dat sommige sleutelgenen die coderen voor overvloedige speekseleiwitten bij mensen, geclusterd zijn met de genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van melkcaseïne. Deze genen leveren calcium voor de botgroei van baby’s en weerspiegelen de rol van speeksel bij het beschermen van tanden door mineralisatie. De onderzoekers concludeerden dat de diversificatie van speekselgenen voornamelijk plaatsvond binnen de primatenlijn – een gevolg, zo geloven zij, van de diverse diëten die door niet-menselijke primaten worden geconsumeerd, waardoor ze smaken kunnen onderscheiden en zich kunnen verdedigen tegen schadelijke stoffen.
Potentieel voor toekomstig onderzoek en gepersonaliseerde geneeskunde
Dit onderzoek opent verschillende wegen voor toekomstig onderzoek. Het vergelijken van de speekselsamenstelling tussen culturen met verschillende traditionele diëten zou de verbanden tussen voeding, speeksel en gevoeligheid voor mondziekten kunnen verhelderen. Onderzoekers stellen ook voor om het speeksel van vleermuizen, bekend om hun uiteenlopende diëten, te onderzoeken om te zien of een vergelijkbare eiwitdiversificatie heeft plaatsgevonden.
“Als je betrouwbare biomarkers voor ziekten en aandoeningen wilt vinden, moet je eerst een robuuste basislijn vaststellen”, zegt Ruhl. “We weten dat er biomarkers zijn bij verschillende individuen, maar we weten niet wat hun normale basiswaarden in speeksel zijn, of dit te maken heeft met onze genetische achtergrond of waar en hoe we leven en eten.”
Uiteindelijk onderstreept de studie het potentieel van speeksel als diagnostisch hulpmiddel, wat suggereert dat tandartsen en tandheelkundige onderzoekers speeksel als een waardevolle biovloeistof moeten omarmen. Bovendien zou de snelle evolutie van genen die de mondgezondheid beïnvloeden, kunnen bijdragen aan gepersonaliseerde geneeskundebenaderingen die zowel de mondgezondheid als de systemische gezondheid aanpakken. Dit onderzoek biedt een fascinerende inkijk in hoe nieuwe genen ontstaan en diversifiëren tussen soorten, en biedt waardevol inzicht in de ingewikkelde relatie tussen evolutie, voeding en mondgezondheid.
