Mitochondriën op Moederdag

Een spontane wetenschapsupdate, omdat het Moederdag is, en speciaal voor iedereen die het nu zonder zijn of haar moeder moet doen. Want, we dragen allemaal letterlijk een beetje onze moeder bij ons!

Deze post is dankbaar geïnspireerd door deze Twitter thread van Efra Rivera-Serrano, PhD.

Ons DNA is een mix van dat van onze beide ouders. Maar, in vrijwel al onze cellen leeft een wonderlijk wezentje wat we echt alleen van onze moeder geërfd hebben. Deze “mitochondria” zijn een heel bijzonder verhaal. Ik kan er nog niet bij. Hou je vast.

De scene, rond de twee miljard jaar geleden. De aarde zit vol met bacterieel leven, maar er zijn nog geen planten of dieren of schimmels.

We weten zeker dat er in die tijd twee geheel gescheiden soorten bacteriën bestonden die aan de ene kant erg op elkaar leken, maar aan de andere kant totaal anders werkten fundamenteel. Beetje het Windows & Apple gevoel van vroeger: beide waren computers, maar hadden geheel verschillende chips en software. Zo verschillend waren de twee soorten bacteriën ook, verwarrend genoeg “bacteriën” en “archaea” genoemd.

Deze tweedeling bestaat overigens tot de dag van vandaag.

Maar! We zijn weer twee miljard jaar terug in de tijd, in een wereld vol bacteriën en archaea. Archaea hebben rond die tijd geleerd hoe ze bacteriën op kunnen eten, en doen dat ook regelmatig. Meestal loopt dit slecht af voor de bacterie, het archaeon, of beide.

Soms lekt een beetje DNA van de net opgegeten bacterie naar het DNA van het archaeon, en dit wordt dan blijvend onderdeel van het genoom van het archaeon als het nuttig blijkt. Beetje bij beetje “wennen” de twee soorten microben zo aan elkaar. Dit ging vermoedelijk miljoenen jaren door.

En dan op een goede dag.. eet een archaeon een bacterie op.. en beide overleven het.

De bacterie blijft actief in het archaeon, en samen blijken ze veel beter te functioneren dan los. Om ingewikkelde redenen vergroot dit huwelijk het energetisch vermogen van cellen met een factor duizend. En zo ontstonden ‘moderne’ cellen waar mensen, dieren, planten en schimmels tot op de dag van vandaag van gemaakt zijn. We noemen deze bacteriële gast tegenwoordig het mitochondrion.

Het bijzondere is nu dat we zeker weten dat dit samensmelten precies een keer gelukt is. Wij stammen allemaal af van dat ene wonderlijke moment. Als er een camera had gehangen hadden we “2 miljard jaar voor christus, woensdag 23 oktober, om 17:27 uur” het beeld op kunnen nemen: het ontstaan van de cel waar alle mensen, planten en dieren van afstammen.

In ieder geval wat ons betreft het grootste “breaking news” ooit.

Hoe weten we zo zeker dat het 1 keer gelukt is? Alle planten en dieren hebben nog steeds die ingebouwde bacterie aan boord. En als we het DNA van die bacterie vergelijken over alle organismen komen we uit op een heldere stamboom die echt bij 1 bacterie begint.

En sterker nog, als we kijken naar het DNA van nu nog vrij levende bacteriën, dan zien we zelfs dat de opgegeten bacterie lid was van de Rickettsia familie.

Zonder mitochondriën bestonden we niet, en we erven ze alleen van onze moeder. Dus, mocht je je moeder nog kunnen bedanken, vandaag is een goede dag. En zo nee, weet dat je nog steeds haar mitochondriën in vrijwel al je cellen met je meedraagt!