Waarom enkel moeders hun mitochondriën doorspelen

De energiefabriekjes van onze cellen krijgen we – exclusief – cadeau van onze moeder. Dat heeft zo zijn (biologische) redenen.

Omdat onze embryo’s hun mitochondriën enkel van de eicel krijgen – die van de zaadcel gaan compleet verloren – zijn ze bijzonder interessant voor genetici om de moederlijke lijn van de evolutionaire stamboom te reconstrueren. Dat mitochrondriale DNA (mtDNA) is, hoewel het veel minder informatie draagt, daardoor toch vaak even interessant als het nucleaire, ‘kern-DNA’.

Door die focus op de genetische betekenis van het mtDNA staan we er echter zelden bij stil waarom vaders geen zeg hebben over de mitochondriën van hun kroost. Nochtans is dit niet enkel bij mensen of zoogdieren zo: de meeste meercellige organismen hebben mitochondriën en die worden allemaal via de moederlijke kant overgeleverd.

Een groep bestaande uit wetenschappers uit China, Taiwan, Japan en de Verenigde Staten beschrijft nu in Science hoe dat precies komt. In de rondworm C. elegans, een modelorganisme in de celbiologie, bestudeerden ze met een elektronenmicroscoop het lot van zowel de vaderlijke als de moederlijke mitochondriën in de geslachtscellen van de wormpjes.

De vorsers ontdekten dat de mannelijke mitochondriën afsterven vóór ze zich kunnen nestelen in de bevruchte eicel. Die afbraak wordt blijkbaar gestimuleerd door twee processen: één van buitenaf (via fagosomen die als taak hebben onderdelen van de cel te ‘verteren’) en één van binnenuit (via een ingenieuze vorm van zelfdestructie). Een specifiek gen in het DNA van spermacellen bleek voor dat laatste proces verantwoordelijk.

Toen de onderzoekers dat gen uitzetten en zagen dat een deel van de vaderlijke mitochondriën wél wist te ‘overleven’, deed dit de overlevingskansen van het embryo gevoelig dalen. Dat wijst erop dat een gedeelde overerving van de mitochondriën wellicht een evolutionair nadeel oplevert. Waarom dat zo is, blijft nog onduidelijk. (sst)