Het wil maar niet boteren tussen ons en de ‘mitochondriën’, de minuscule energiefabriekjes die we in onze cellen dragen. De hele dag door bestoken de mitochondriën onze cellen met schadelijke oxidanten en stralingsresten, dat was al bekend. Maar wat we nog niet wisten: de mitochondriën blijken ons DNA ook nog eens te bekogelen met complete brokstukken van hun eigen DNA. Die brokken blijven soms klitten tussen onze genen – nu en dan met afschuwelijke ziektes als gevolg.

Mitochondriën zijn kleine, energieproducerende 'worstjes' die bij honderden of zelfs duizenden tegelijk ronddobberen door onze cellen. Ooit waren ze zelfstandige bacteriën. Honderden miljoenen jaren geleden trokken ze onze cellen binnen, in de dagen dat het leven op aarde nog slechts bestond uit simpele zeewezens. Het leven sloot een ongemakkelijk verbond met de binnendringers. De bacteriën mochten blijven wonen in onze cellen en hielden zelfs een stuk van hun eigen DNA, het ‘mitochondriaal DNA’. Maar in ruil daarvoor moesten ze energie leveren aan de cel, door voedingsstoffen af te breken.

Steeds duidelijker wordt echter dat het mitochondrion zich eerder gedraagt als een asociale huurder dan als een loyale partner. Zo worden de mitochondriën er zelfs van verdacht dat ze de oorzaak zijn van ouderdom: ze laten overal gevaarlijk afval rondslingeren. En nu blijkt ook nog eens dat de mitochondriën zo eens in de paar duizend jaar een gevaarlijk brok DNA afvuren op ons ‘oorspronkelijke’ DNA, het DNA dat in onze celkernen zit. Dat was al bekend van gist, maar nu hebben Franse onderzoekers bewezen dat het ook bij mensen gebeurt.

Miria Richetti en collega’s van het Pasteur Instituut in Parijs liepen het menselijk genoom na op sliertjes mitochondriaal DNA. Ze vonden in totaal 211 stukken die er niet thuishoorden, uiteenlopend van enkele ‘letters’ tot liefst vijftienduizend letters DNA-code lang. Van die indringers komen er 27 alleen voor bij de mens, melden ze in het vakblad PLoS Biology. Dat betekent dat er naar schatting eens in de 180 duizend jaar een stuk mitochondriaal DNA permanent blijft vastzitten in ons kern-DNA, becijferen de Parijzenaren.

En dat is niet alles. In plaats van een ongelukje, lijkt er sprake van een doelgerichte aanval. Richetti ontdekte dat de binnendringende stukjes mitochondriaal DNA de griezelige neiging hebben zich te nestelen in belangrijke, werkzame genen, in plaats van in stukken DNA die geen functie hebben.De afgelopen jaren werd al duidelijk dat de DNA-belegering ook écht de dood tot gevolg kan hebben.

Zo is een van de menselijke genen die een brok mitochondriaal DNA op zijn kop heeft gehad een gen dat geacht wordt kanker tegen te houden.

En twee jaar geleden meldde zich een doodzieke patiënt met een nog niet eerder ontdekte vorm van bloedstollingsziekte. De man bleek 251 letters 'vijandig' mitochondriaal DNA te hebben op een gen dat een belangrijk eiwit voor hem had moeten aanmaken.

Opvallend is ook dat het mitochondriaal DNA zich vaker dan gemiddeld nestelt in chromosoom 18 en in het Y-chromoosoom. Vooral het Y-chromosoom is opvallend: het is het chromosoom dat ervoor zorgt dat sommige mensen man worden. En: het chromosoom is een oude erfvijand van de mitochondriën.Simpel gezegd komt het erop neer dat het mitochondrion een hekel heeft aan seks. Bij seks versmelten er namelijk cellen, en voor het mitochondrion kan dat betekenen dat zijn woonplaats wordt overspoeld door concurrerende mitochondriën.

Een bekend voorbeeld is dat van de eencellige alg ‘chlamydomonas’. Als die algen samensmelten om DNA uit te wisselen, gaan hun mitochondriën elkaar te lijf met enzymen en andere biochemische wapens. Het gevolg is dat slecht 5 procent van de eencellige algjes het ‘paren’ overleeft - met dank aan het mitochondrion.Geen wonder dus dat de mitochondriën het heeft voorzien hebben op het Y-chromosoom. Zonder Y-chromosoom geen mannen, en zonder mannen geen seks, moet het mitochondrion redeneren. Jammer dat het mitochondrion niet écht kan denken – anders zou het inzien dat het op die manier ook het voortbestaan van zijn eigen onderkomen in gevaar brengt.

Gelukkig hebben de stukken vijandig DNA ook een belangrijk voordeel, merkt Richetti op. In elk geval zes van de binnendringers bieden een uitstekend herkenningspunt, waarmee de verwantschap tussen verschillende etnische groepen kan worden bestudeerd. Daarmee kunnen hele genetische stambomen worden opgesteld – en kaarten van hoe de mens zich over de aardbol verspreidde.

Hoe het op de langere termijn afloopt, is een ander verhaal. Volgens de Britse geneticus Brian Sykes wordt de man letterlijk met uitsterven bedreigd. Nog een jaar of 125 duizend, en het Y-chromosoom zou zodanig versleten zijn geraakt dat het niet meer werkt, betoogde hij eerder dit jaar in zijn boek ‘Adam’s Curse’. Er zouden nog wel baby’s worden geboren – maar alleen maar meisjes. En nee, het helpt niet erg dat ons Y-chromosoom nu ook nog eens wordt belegerd door onze mitochondriën.

Refererence:

Miria Richetti, Fredj Tekala en Bernard Dujon: “Continued colonization of the human genome by mitochondrial DNA”. In: PLoS Biology, Vol. 2, Issue 9, e273 (2004)

Brian Sykes: “Adam’s curse: a future without men” (2004)