Bionieuws

Gen & Micro

Mitochondriën gedijen best bij 50˚C

Mitochondria lijken wel een beetje op radiatoren, de membraanopbouw speelt mogelijk een rol in de opwarming van dit celorganeel. Detail uit de illustratie van Terrence G. Frey, San Diego State University.

Mitochondriën functioneren ideaal bij 50 graden Celsius, 10 graden boven de temperatuur van de rest van het lichaam. Dat beweert een groep voornamelijk Franse wetenschappers 25 januari in Plos Biology. De vondst is zo opzienbarend dat het tijdschrift simultaan een kritische duiding plaatst. In de traditie dat buitengewone claims dito bewijs vereisen, noemt Nick Lane, evolutiegeneticus aan University College Londen het een fascinerende studie, maar hij stelt ook dat extra bewijs nodig is voor de tekstboeken herschreven worden.

Energiefabrieken
De Fransen zijn in hun artikel zelf ook terughoudend. Mitochondriën zijn de energiefabrieken van cel, waar voedingsstoffen worden omgezet in energie in de vorm van ATP. Dit proces is verre van 100 procent effectief en een groot gedeelte van de energie verdwijnt in de vorm van warmte. Tot dusver was onbekend hoe de mitochondriën die warmte verwerkten, maar de verwachting was dat de ideale temperatuur van deze organellen niet veel afwijkt van de rest van de cel. Voor hun experimenten gebruikten de Fransen een temperatuurgevoelige sonde die als een soort moleculaire thermometer de temperatuur van mitochondriën kon meten. In een waterbad met een constante temperatuur van 38 graden Celsius, bleken de mitochondriën een temperatuur te bereiken van 50 graden, zowel in huid als in niercellen. Als controle blokkeerden de Fransen de respiratie, wat er toe leidde dat de temperatuur in de mitochondriën daalde tot de omgevingstemperatuur. Verschillende mitochondriale enzymen bleken bovendien optimaal te presteren tegen de 50 graden.

Twijfels
In de duiding werpt Lane een aantal vragen op, die hij opgehelderd wil zien voor hij de resultaten omarmd. Hij heeft onder andere twijfels bij de betrouwbaarheid van de sonde, die in eerder onderzoek nog wel eens afwijkende resultaten liet zien. Ook stelt hij vragen bij de betekenis van temperatuur op zo’n kleine schaal: temperatuur is de gemiddelde kinetische energie van een heleboel moleculen, en op microschaal kunnen er grote uitschieters zijn. Als de resultaten uiteindelijk wel blijken te kloppen, dan moet veel kennis over de energiefabrieken aan een heranalyse worden onderworpen. Of het nu gaat om fundamentele kennis zoals de doorlaatbaarheid van de membraan en de activiteit van de enzymen, of meer toegepaste resultaten zoals het effect van mutaties in het mitochondriale dna op het functioneren van het organel of de werkzaamheid van medicijnen; het gros van de experimenten waarop die kennis is gebaseerd, is uitgevoerd bij de temperatuur van de rest van het lichaam: 37,5 graad. Zo’n potentieel suboptimale temperatuur kan de uitkomsten behoorlijk beïnvloeden.

Dit artikel verscheen in Bionieuws 2 van 27 januari 2018.