Entscheidend für Fruchtbarkeitsbehandlungen ist die Entdeckung des Proteins "Sperm meets Ei"

Im Jahr 2005 entdeckten Forscher in Japan ein Protein auf der Oberfläche von Spermien, das das Ei erkennt, so dass sie zu einem Embryo verschmelzen können. Sie nannten es Izumo, nach einem japanischen Hochzeitsschrein. Jetzt haben Forscher im Vereinigten Königreich seinen Partner auf dem Ei gefunden und es Juno genannt, nach der römischen Göttin der Fruchtbarkeit und der Ehe.

Und sie bestätigten, dass das Treffen von Izumo und Juno der erste Schritt zur Schaffung eines neuen, genetisch unterschiedlichen Individuums bei Säugetieren ist.

Die Forscher vom Wellcome Trust Sanger Institut in Cambridge, Großbritannien, berichten über ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Natur. Seniorautor Dr. Gavin Wright, Leiter des Zelloberflächenlabors des Instituts, sagt:

"Wir haben ein seit langem bestehendes Mysterium in der Biologie gelöst, indem wir die Moleküle identifiziert haben, die auf dem Spermium und dem Ei zu sehen sind, die sich im Moment der Empfängnis miteinander verbinden müssen. Ohne diese essenzielle Wechselwirkung kann die Befruchtung einfach nicht passieren."

Er und seine Kollegen hoffen, dass die Entdeckung zu Verbesserungen bei Fruchtbarkeitsbehandlungen und neuen Verhütungsmitteln führen wird.

In einem ersten Schritt entwickelte das Team eine künstliche Version von Izumo und entdeckte damit Bindungspartner auf der Oberfläche eines Mausei. Sie fanden, dass es an den Folat-Rezeptor 4 (Folr4) gebunden ist, und benannten ihn in Juno um.

Sie entwickelten dann einen Stamm von Mäusen, bei dem den Weibchen das Juno-Protein auf der Oberfläche ihrer Eier fehlte. Diese Mäuse waren unfruchtbar und ihre Eier fusionierten nicht mit normalen Spermien. Dies zeigte, dass Juno für diesen Schritt und für die weibliche Fruchtbarkeit essentiell war.

Das Team führte das Experiment dann in die andere Richtung - sie züchteten Mäuse, denen das Izumo-Protein auf der Oberfläche ihres Spermas fehlte, und zeigten, dass sie unfruchtbar waren.

Sie fanden auch heraus, dass Eier, sobald sie befruchtet wurden, die normalerweise reichlich vorhandenen Juno schnell von ihren Oberflächen abgaben und so sicherstellten, dass sie nur mit einem einzigen Spermium verschmelzen. Innerhalb von 40 Minuten ist das Protein auf den Zelloberflächen praktisch nicht nachweisbar. Wenn die Eizelle mit mehr als einem Spermium verschmilzt, hat sie zu viele Chromosomen und stirbt ab.

Das Team erklärt ihre Ergebnisse im folgenden Video:

Die Entdeckung hat mehrere Versuche unternommen, weil die Bindung von Izumo und Juno schwach ist

Es brauchte mehrere Versuche, um diese Entdeckungen zu machen, und sie mussten ihre Experimente immer wieder neu gestalten, weil Dr. Enrica Bianchi, ebenfalls vom Cell Surface Signaling Laboratory, als Erstautorin erklärt:

"Die Bindung der beiden Proteine ??ist sehr schwach, was wahrscheinlich erklärt, warum dies bisher ein Rätsel blieb. Frühere Arbeiten im Laboratorium ließen uns erwarten, dass die Wechselwirkung schwach ist, und dies führte dann zur Gestaltung unserer Experimente, und Nach langem Einsatz hat es endlich geklappt. "

Das Team untersucht jetzt unfruchtbare Frauen, ob sie irgendwelche Defekte in ihren Juno-Rezeptoren haben. Wenn es einen Zusammenhang zwischen Juno-Defekten und Unfruchtbarkeit gibt, könnte ein einfacher Gentest wertvolle Informationen liefern, um unfruchtbaren Frauen und ihren Ärzten zu helfen, die beste Behandlung zu wählen.

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