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Versuch einer in-vitro-Befruchtung

Wie sich Eizellen und Spermien finden

Mit der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle beginnt die Entstehung eines Embryos. Forscher haben nun ein Protein auf der Oberfläche von Eizellen entdeckt, ohne das dieser grundlegendste Schritt unserer Entwicklung nicht möglich ist. Sie haben es nach "Juno" benannt, der römischen Göttin der Fruchtbarkeit.

Biologie 16.04.2014

Die Identifizierung des Proteins könne bei der Herstellung neuartiger Verhütungsmittel oder verbesserter Fruchtbarkeitsbehandlungen helfen. "Juno" ist die römische Variante der griechischen Göttin Hera, Schwester und Gattin von Zeus.

Hochzeitsschrein trifft Fruchtbarkeitsgöttin

2005 hatten japanische Forscher bereits ein entsprechendes Protein auf der Oberfläche der Spermienzellen entdeckt. Sie nannten es "Izumo1" in Anlehnung an einen japanischen Hochzeitsschrein. Das Gegenstück von "Izumo1" auf der Eizelle war bisher unbekannt.

Die Studie:

"Juno is the egg Izumo receptor and is essential for mammalian fertilization" von Enrica Bianchi und Kollegen ist am 16.4.2014 in "Nature" erschienen.

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Die Forscher um Enrica Bianchi vom Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton (Großbritannien) fanden nun zunächst in Zellversuchen, dass "Izumo1" 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 männliche Mäuse, deren Spermien kein "Izumo1"-Protein tragen. "Juno" sei in allen bisher sequenzierten Säugetier-Genomen zu finden, schreiben die Forscher.

Video: Spermien und Eizellen treffen aufeinander

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Stellt sicher, dass nur ein Spermium befruchtet

"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.

science.ORF.at/APA/dpa

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