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Rätsel der Befruchtung gelöst: So flirten Ei- und Samenzelle

Genome Research Limited

Eine Horde Spermien schwimmt auf ein rundes, rosarotes Etwas zu - Befruchtung geglückt. Solche Darstellungen kennt jeder, doch die Realität ist komplizierter. Wie genau Ei- und Samenzellen zueinander finden, haben Forscher erst jetzt herausgefunden.

Wenn Ei- und Samenzelle verschmelzen, beginnt die Entwicklung eines Embryos - oder, etwas dramatischer ausgedrückt - eines neuen Lebens. Unklar war bislang allerdings, wie genau Eizelle und Spermium eigentlich zueinander finden. Britische Forscher sind dem Rätsel nun auf die Spur gekommen: Auf der Oberfläche von Eizellen haben sie ein Protein entdeckt, das für die Befruchtung unverzichtbar ist.

"Juno", benannt nach der römischen Göttin für Fruchtbarkeit, vermittelt den Kontakt zum Spermium. Die Erkenntnis könne bei der Entwicklung neuer Verhütungsmittel oder verbesserter Fruchtbarkeitsbehandlungen helfen, so die Forscher im Fachmagazin "Nature".

Den ersten Schritt, das Zusammenspiel zwischen Ei- und Samenzelle zu verstehen, hatten japanische Forscher im Jahr 2005 gemacht. Auf der Oberfläche von Spermien identifizierten sie das dort für die Befruchtung entscheidende Protein "Izumo". Es wurde in Anlehnung an einen japanischen Hochzeitsschrein benannt. Wie aber dockt "Izumo" an der Eizelle an?

Forscher um Enrica Bianchi vom Wellcome Trust Sanger Institute in Hinxton, Großbritannien, beobachteten 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 trugen.

"Juno" sei in allen bisher sequenzierten Säugetier-Genomen zu finden, schreiben die Forscher - also auch im Menschen.

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Juno und Izumo: Die Schlüssel zur Befruchtung
Schutz vor Doppelbefruchtung

"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 essentielle Interaktion findet eine Befruchtung einfach nicht statt."

Allerdings: Die Bindung zwischen "Juno" und "Izumo" sei sehr schwach, berichten die Forscher. Und etwa 40 Minuten nach einer erfolgreichen Befruchtung ist das "Juno"-Protein 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 aber weitgehend unklar. Die neuen Erkenntnisse könnten helfen, Fruchtbarkeitsbehandlungen zu verbessern und neue Verhütungsmittel zu entwickeln, so Wright, Bianchi und Kollegen.

jme/dpa

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insgesamt 15 Beiträge
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    Seite 1    
1. Rätsel der Befruchtung gelöst
hajoschneider 17.04.2014
Wieder mal zu dick aufgetragen: Angeblich ist das große Rätsel gelöst, aber am Ende des Artikels dann doch die Einschränkung: Wir haben ein (sic) Rätsel … gelöst. So was nennt man Bauernfängerei.
2. 40 Minuten ...
druck_im_topf 17.04.2014
... sind einfach zu lang. Da muss es noch etwas Anderes bedeutend Schnelleres geben, was die doppelte Befruchtung verhindert. Mein Tipp wäre Ladungsübertragung mittels Protonen, welcher im Sekundenbereich und darunter möglich ist. Möglich auch, dass "Juno" schneller deaktiviert wird, oder schneller verschwindet. Aber es bleibt dabei: unter den Ionenreaktionen sind die der Protonen mit Abstand die Schnellsten! Schönen Gründonnerstag auch!
3. 85mal um die Erde ...
susiwolf 17.04.2014
Aufgereiht - auf einem Stuhl sitzend - hätten wir bald keine Stühle mehr ! Nur - die Forschung rettet uns vor dieser Katastrophe. Endlich eine Lösung, die hoffentlich b-a-l-d die Enthemmung der Gebärenden einschränkt. Wenn der Klapperstorch 2,6 Erdenbürger pro sec. heran flattern lässt - es wird Zeit etwas dagegen zu tun. Sie glauben's nicht ? Sehen Sie selbst: http://www.pm-magazin.de/t/evolution-leben/menschheit/wie-viele-menschen-verträgt-die-erde
4. muß ein kluger Mann gewsen sein
sok1950 17.04.2014
der sich so etwas geniales hat einfallen lassen.
5. Worauf es ankommt...
leidenfeuer 17.04.2014
Zitat von sysopGenome Research Limited Eine Horde Spermien schwimmt auf ein rundes, rosarotes Etwas zu - Befruchtung geglückt. Solche Darstellungen kennt jeder, doch die Realität ist komplizierter. Wie genau Ei- und Samenzellen zueinander finden, haben Forscher erst jetzt herausgefunden. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/befruchtung-spermien-erkennen-eizelle-an-protein-juno-a-964472.html
Wen interessiert denn sowas? Hauptsache wäre doch, dass aus der Befruchtung ein hübsches Baby hervorgeht.
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