Przez wiele lat uważaliśmy ślinę za coś oczywistego – płyn niezbędny do trawienia, zdrowia jamy ustnej i ochrony przed chorobami. Jednakże ścieżka ewolucji ludzkiej śliny pozostawała w dużej mierze nieznana – aż do teraz. Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Stanowego Nowego Jorku w Buffalo rzuciło nowe światło na ewolucję ludzkiej śliny, ujawniając częste duplikacje, straty i zmiany regulacyjne w genach białkowych, szczególnie w linii naczelnych. Odkrycia te dostarczają cennych informacji na temat sposobu, w jaki dieta i choroby kształtowały biologię naczelnych i ewolucję człowieka.
Kluczowe ustalenia z analizy genomu
Badanie, opublikowane w Genome Biology and Evolution, opiera się na wcześniejszych wspólnych pracach dr Stefana Ruhla, DDS, profesora i kierownika Katedry Biologii Jamy Ustnej, oraz dr Omera Gökçümena, adiunkta nauk biologicznych. W badaniu prowadzonym przez byłego studenta Petara Pajica i obecnego absolwenta Luana Lando wykorzystano zbiory danych DNA i RNA do porównania gatunków, wykazując, jak geny wydzielniczej fosfoproteiny wiążącej wapń (SCPP) zmieniały się i rozszerzały podczas ewolucji – proces związany z rozwojem szkieletu, szkliwem zębów u ryb i produkcją mleka u ssaków.
Ludzka ślina: nieoczekiwanie świetna
Naukowcy początkowo postawili hipotezę, że ludzka ślina będzie bardzo przypominać ślinę małp, biorąc pod uwagę ich wysoką homologię genetyczną (ponad 98%). Jednak byli zaskoczeni, gdy odkryli liczne różnice w składzie. Odkrycie to skłoniło do szerszych analiz porównawczych różnych gatunków zwierząt, podkreślając silną korelację między dietą a składem białek śliny.
Dieta determinuje wydzielanie śliny
Wyniki wykazały, że dieta zwierząt odgrywa kluczową rolę w tworzeniu się ich śliny. Na przykład wysoce aktywne naczelne mają stosunkowo niski poziom amylazy – enzymu rozkładającego skrobię w swojej ślinie, w przeciwieństwie do ludzi, którzy mają znacznie wyższy poziom. Różnica ta powstała w wyniku wczesnego przyjęcia spożycia skrobi przez ludzi, w przeciwieństwie do małp.
Ewolucyjne powiązania z produkcją mleka
Dalsze badania wykazały, że niektóre kluczowe geny kodujące występujące powszechnie u ludzi białka śliny łączą się z genami odpowiedzialnymi za produkcję kazeiny mlecznej. Geny te zapewniają wapń niezbędny do wzrostu kości u niemowląt, naśladując rolę śliny w ochronie zębów poprzez mineralizację. Naukowcy doszli do wniosku, że dywersyfikacja genów śliny wystąpiła przede wszystkim w linii rodowej naczelnych, co ich zdaniem jest konsekwencją zróżnicowanej diety spożywanej przez aktywne naczelne, pomagającej im rozróżniać smaki i chronić się przed szkodliwymi substancjami.
Potencjał dla przyszłych badań i medycyny spersonalizowanej
Niniejsze opracowanie otwiera kilka kierunków przyszłych badań. Porównanie składu śliny w kulturach stosujących różne tradycyjne diety może rzucić światło na związek pomiędzy dietą, śliną i podatnością na choroby jamy ustnej. Naukowcy proponują także zbadanie śliny nietoperzy, znanych ze zróżnicowanej diety, aby sprawdzić, czy doszło w niej do podobnego zróżnicowania białek.
„Jeśli chcesz znaleźć wiarygodne biomarkery chorób i zaburzeń, musisz najpierw ustalić niezawodny punkt wyjścia” – mówi Ruhl. „Wiemy, że u różnych ludzi występują biomarkery, ale nie wiemy, jaki jest ich normalny wyjściowy poziom w ślinie, niezależnie od tego, czy zależy to od naszego podłoża genetycznego, czy też od tego, gdzie i jak żyjemy i jemy”.
Ostatecznie badanie podkreśla potencjał śliny jako narzędzia diagnostycznego, sugerując, że dentyści i badacze stomatologiczni powinni uznać ślinę za cenny biopłyn. Ponadto szybka ewolucja genów wpływających na zdrowie jamy ustnej może ułatwić rozwój medycyny spersonalizowanej ukierunkowanej na rozwiązywanie zarówno problemów stomatologicznych, jak i ogólnoustrojowych problemów zdrowotnych. Badanie to zapewnia fascynujące spojrzenie na powstawanie i różnicowanie nowych genów między gatunkami, oferując cenny wgląd w intrygujący związek między ewolucją, dietą i zdrowiem jamy ustnej.
