Een nieuwe Bacterie-familie

In zijn artikel (pdf) over mitochondriën stelt Mark J. Pallen de vraag of deze als bacteriën ingedeeld moeten of kunnen worden. De meeste microbiologen en celbiologen zijn bewust van het feit dat mitochondriën afstammen van endosymbiontische bacteriën en ze kunnen zich daar goed in vinden. Het is daarom een kleine stap mitochondriën als bacteriën te beschouwen. De manier waarop we de wereld beschrijven beïnvloedt immers de manier waarop we erover denken.

Cyanobacteria

Mitochondriën zijn de energieproducerende organellen van onze cellen. Simpel gesteld bestaat de levende wereld uit of cellen mét mitochondriën of bacteriën (zonder mitochondriën). Reeds in 1890 stelde de Duitse bioloog Richard Altman de term ‘bioplasten’ voor en beschouwde mitochondriën als autonome levensvormen vergelijkbaar met bacteriën.

De taxonomie van alle levensvormen is voortdurend aan aanpassingen onderhevig. Taxonomische groepen zouden alleen geldig moeten zijn als het gaat om monofyletische groepen die uitsluitend bestaan uit de afstammelingen van een enkele gemeenschappelijke voorouder. Vogels worden tegenwoordig als dinosauriërs gezien terwijl vissen (klasse Pisces) en reptielen (klasse Reptilia) geen geldige taxa meer zijn omdat vissen samen met tetrapoden ingedeeld zouden moeten worden en reptielen samen met vogels. Voor de classificeerders betekent dit dat als men het heeft over dinosauriërs er eigenlijk ‘niet-vliegende’ dinosauriërs bedoeld worden.

In de microbiologie worden organismen geclassificeerd naar hun genetische sequentie. Deze manier van classificeren toont aan dat ook de mitochondriën deel uitmaken van het domein bacteriën ofwel dat mitochondriën bacteriën zijn! Ze hebben recht op hun eigen familie: de Mitochondriaceae. Alle menselijke mitochondriën kunnen zo geclassificeerd worden als een enkele soort die Candidatus Mitochondrion lacksi genaamd zou moeten worden naar Henriette Lacks, de meest overvloedige bron van mitochondriën op Aarde.

Als we accepteren dat mitochondriën bacteriën zijn dan moeten de records herschreven worden. Het eerste bacteriële genoom werd niet ontcijferd door Craig Venter in 1995, maar door de Nobelprijswinnaar Fred Sanger die de genetische sequentie van het menselijke mitochondriale genoom in kaart bracht in 1981. De meest succesvolle bacterie op Aarde zouden de mitochondriaceae zijn. Het meest voorkomende menselijke mitochondrion is dat van Henrietta Lacks wiens cellen over de hele wereld gebruikt worden in de verschillende laboratoria.

Mitochondrion

Het mitochondriale genoom is wel erg klein. Er zijn zelfs mitochondriën die hun hele genoom verloren hebben (mitosomen, hydrogenosomen). Gaat het in deze gevallen om heel ander organismen? Hoe komt het dat mitochondriën geen aanval van het immuunsysteem ondergaan? In werkelijk gebeurt dit wel, namelijk na een trauma aan de weefsels kan er een sepsis syndroom (bloedvergiftiging) ontstaan dat alleszins lijkt op een reactie op een infectie. Mutaties in het genoom van mitochondriën die veroorzaakt worden door vrije radicalen als gevolg van oxidatieve stress dragen bij tot veroudering. Kunnen we wellicht ooit ingrijpen in de enzymen die hier verantwoordelijk voor zijn en het verouderingsproces vertragen? Recente studies toonden aan dat bacteriële conjugatie mogelijk is in het cytoplasma van de cel; het is wellicht mogelijk genetisch materiaal in de mitochondriën te plaatsen via binnendringende E. coli en genetische therapie te bewerkstelligen.

Foto Mitochondrion en Cyanobacteria