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So finden Ei und Spermium zueinander

Britische Forscher haben ein seit langem bestehendes Rätsel der Biologie gelöst.

Ohne Juno geht nichts: Eine befruchtete Eizelle.
Ohne Juno geht nichts: Eine befruchtete Eizelle.
Reuters

Nach der römischen Göttin der Fruchtbarkeit ist ein Protein auf der Oberfläche von Eizellen benannt, das den Kontakt zum Spermium vermittelt. Ohne Juno finde 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.

Kein Juno, keine Fruchtbarkeit

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 männliche 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.

Schwache Bindung für kurze Zeit

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 stelle 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.

SDA/fko

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