17. April 2014

Wie Ei und Spermium sich finden

Hinxton (dpa) - Bei der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle spielt die römische Göttin der Fruchtbarkeit eine bedeutende Rolle: Nach ihr ist ein Protein auf der Oberfläche von Eizellen benannt, das den Kontakt zum Spermium vermittelt.

Eizelle und Spermien
Die mikroskopische Aufnahme zeigt eine menschliche Eizelle, die von Spermien umgeben ist. Foto: Jan-Peter Kasper/Archiv
dpa

Ohne «Juno» findet keine Befruchtung statt, berichten britische Forscher im Fachblatt «Nature». Die Identifizierung des Proteins könne bei der Entwicklung neuartiger Verhütungsmittel oder verbesserter Fruchtbarkeitsbehandlungen helfen.

2005 hatten japanische Forscher bereits ein entsprechendes Protein auf der Oberfläche der Spermienzellen entdeckt. Sie nannten es «Izumo» in Anlehnung an einen japanischen Hochzeitsschrein. Das Gegenstück von «Izumo» auf der Eizelle war bisher unbekannt. Die Forscher um Enrica Bianchi vom Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton (Großbritannien) fanden nun zunächst in Zellversuchen, dass «Izumo» ausschließlich an das Protein «Juno» bindet.

Weitere Experimente zeigten, dass Eizellen nur dann mit einem Spermium verschmelzen, wenn sie «Juno» auf ihrer Oberfläche tragen. Weibliche Mäuse, deren Eizellen kein «Juno»-Protein besaßen, waren unfruchtbar - genauso wie männlichen Mäuse, deren Spermien kein «Izumo»-Protein tragen. «Juno» sei in allen bisher sequenzierten Säugetier-Genomen zu finden, schreiben die Forscher.

«Wir haben ein seit langem bestehendes Rätsel in der Biologie gelöst, indem wir die Moleküle identifiziert haben, die im Moment unserer Empfängnis aneinander binden müssen», erklärt Gavin Wright vom Sanger Institute, unter dessen Leitung die Studie entstanden ist. «Ohne diese essenzielle Interaktion findet eine Befruchtung einfach nicht statt.» Möglicherweise könne die Entdeckung helfen, Fruchtbarkeitsbehandlungen zu verbessern und neue Verhütungsmittel zu entwickeln.

Die Bindung zwischen den beiden Proteinen sei sehr schwach, berichten die Forscher weiter. Etwa 40 Minuten nach einer erfolgreichen Befruchtung ist das «Juno»-Protein zudem kaum noch auf der Eizelle nachzuweisen. Auf diese Weise stellt die Eizelle womöglich sicher, nur von einer Spermienzelle befruchtet zu werden, erläutern die Forscher. Würden mehrere Spermien - und damit ein vielfacher Erbgutsatz - in die Eizelle gelangen, wäre der Embryo nicht lebensfähig und würde absterben. Dass es so einen Mechanismus gibt, ist seit langem bekannt. Die molekulare Grundlage war bisher weitgehend unklar.

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