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Forscher lösen Zeugungsrätsel: "Juno" verbindet Eizelle und Spermium

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"Izumo" muss auf "Juno" treffen  

Forscher lösen das letzte Rätsel der Zeugung

17.04.2014, 16:29 Uhr | dpa

Forscher lösen Zeugungsrätsel: "Juno" verbindet Eizelle und Spermium. Kinderwunsch: Die mikroskopische Aufnahme zeigt eine menschliche Eizelle, die von Spermien umgeben ist. (Quelle: dpa)

Die mikroskopische Aufnahme zeigt eine menschliche Eizelle, die von Spermien umgeben ist. (Quelle: dpa)

Forscher haben den Schlüssel für eine erfolgreiche Befruchtung und die Entstehung menschlichen Lebens entdeckt: Es gibt ein Protein auf der Oberfläche von Eizellen, ohne das dieser grundlegendste Schritt unserer Entwicklung nicht möglich ist. Das Protein wurde nach der römische Göttin der Fruchtbarkeit "Juno" benannt.

Beim Zeugungsvorgang dingt ein Spermium in eine Eizelle ein. Das klingt einfacher als es ist. Denn damit sie verschmelzen können, müssen beide an der richtigen Stelle andocken, damit das Spermium Einlass in die Eizelle findet, vergleichbar mit einer Tür, die sich nur mit der richtigen Chipkarte öffnen lässt. Dabei spielt ein Protein auf der Oberfläche von Eizellen die entscheidende Rolle, das den Kontakt zum Spermium vermittelt. Ohne "Juno" findet keine Befruchtung statt, berichten britische Forscher im Fachblatt "Nature".

Neuer Ansatz für Kinderwunschbehandlung

Die Identifizierung des Proteins könne bei der Entwicklung neuartiger Verhütungsmittel eine Rolle spielen oder Fruchtbarkeitsbehandlungen bei unerfülltem Kinderwunsch verbessern.

Spermien tragen das Gegenstück zu "Juno"

Bereits im Jahr 2005 hatten japanische Forscher ein entsprechendes Protein auf der Oberfläche von 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 in Großbritannien fanden nun zunächst in Zellversuchen, dass sich "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 das Protein nicht besaßen, waren unfruchtbar - genauso wie männlichen Mäuse, deren Spermien kein "Izumo"-Protein tragen. "Juno" sei in allen bisher sequenzierten Säugetiergenomen zu finden, schreiben die Forscher.

"Ein Rätsel der Biologie gelöst"

"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."

Die Eizelle lässt nur ein Spermium durch

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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