Rotterdams Natuurkundig Genootschap

Lezing: Van kanker, thermodynamica en wijn

2019-03-19 Bijeenkomst RNG M. Heinemann van kanker, thermodynamica en wijn

LET OP: DE AANVANG VAN DE LEZING IS OM 19:00u !!

Onderzoekers zitten al tientallen jaren met de vraag waarom gistcellen ethanol produceren. Volgens Prof. Heinemann is de oplossing mogelijk dat gistcellen de productie van ethanol gebruiken als uitlaatklep voor een overmaat aan energie. Stel dat dit waar is, dan heeft dit verreikende gevolgen omdat dit ook verklaart waarom kankercellen energie verspillen door de productie van lactaat, het zgn. Warburg effect.

Cellen gebruiken voedingsstoffen zoals glucose om nieuwe cellen te maken. Soms wordt een deel van de voedingstoffen echter verspild. Een gistcel waarmee bier gemaakt wordt, breekt bijvoorbeeld glucose af naar ethanol in plaats van kooldioxide. Deze omzetting van een koolstofmolecuul met zes koolstofatomen naar een koolstofmolecuul met twee koolstofatomen in plaats van kooldioxide betekent dat een deel van de energie die in glucose zit, niet wordt gebruikt. Evolutie zou een einde maken aan deze vorm van energieverspilling en dat is de reden dat biologen naar een verklaring zoeken. Dit gedrag komt ook voor in andere cellen zoals kankercellen. Deze snelgroeiende cellen scheiden net als veel bacteriën lactaat af, ook een vorm van energieverspilling. Is hier een vergelijkbare oorzaak voor?

Prof. Heinemann zal vertellen over zijn onderzoek naar het metabolisme van de cel, de chemische reactieketen die verantwoordelijk is voor de bouwstenen van nieuwe cellen, door toepassing van de thermodynamica in E. coli en bepaalde gistcellen. Zijn onderzoek toonde aan dat cel metabolisme kennelijk een bovengrens heeft waarbij het nog kan functioneren.

De ontdekking waardoor cellen de overmaat aan energie verspillen, brengt een opmerking van Erwin Schrödinger’s boek ‘What is Life’ in gedachte: de essentie van metabolisme is dat het organisme er in slaagt om zichzelf te ontdoen van het teveel aan entropie die wordt geproduceerd als het leeft. Hier zou volgens Heinemann aan toegevoegd moeten worden: er is een bovengrens aan de hoeveelheid entropie waarvan cellen zich kunnen ontdoen en deze grens bepaalt hoe efficiënt cellen hun metabolisme kunnen uitvoeren.

Spreker:
Datum: 19-03-2019
Tijd: