Essenzielle Proteine für Befruchtung identifiziert

Auf molekularer Ebene ist die Befruchtung bei Wirbeltieren nach wie vor ein nicht vollständig verstandener Prozesse. Forscher des Instituts für molekulare Pathologie (IMP) in Wien haben nun gemeinsam mit Kollegen aus Japan bei Mäusen und Zebrafischen zwei Proteine identifiziert, die notwendig sind, damit Spermien die Eizelle befruchten können.

IMP-Forscher hatten bereits früher bei Würmern und Fliegen Gene identifiziert, die bei diesen wirbellosen Tieren für die Befruchtung entscheidend sind. Im Laufe der Evolution sind diese Gene erhalten geblieben, auch bei Fischen und Säugetieren. In ihrer aktuellen Arbeit wollten die Wissenschafter herausfinden, ob sie auch bei Wirbeltieren eine ähnliche Rolle bei der Verschmelzung von Keimzellen spielen.

Andrea Pauli vom IMP hat heuer einen hochdotierten Förderpreis („Consolidator Grant“) des Europäischen Forschungsrats ERC erhalten, um die Grundlagen der Befruchtung bei Wirbeltieren zu erforschen. Andreas Blaha, Doktorand im Labor Paulis, ging dieser Frage in Zebrafischen nach, die japanischen Kollegen von der Universität Osaka konzentrierten sich auf Säugetiere.

Indem die Wissenschafter die Gene, die für die Spermaproteine DCST1 und DCST2 verantwortlich zeichnen, bei Mäusen und Fischen entfernten, konnten sie zeigen, dass bei beiden Arten Männchen ohne diese Eiweißstoffe steril sind. Die Rolle dieser Proteine ist aber bei Mäusen und Fischen unterschiedlich: Bei Zebrafischen werden DCST1 und DCST2 für die Bindung zwischen Spermien und Eiern benötigt. Bei Mäusen sind sie dagegen für den Fusionsprozess erforderlich, nachdem die Membranen von Spermien und Eiern in Kontakt gekommen sind. Blaha will nun die zellulären Prozesse untersuchen, die von DCST1 und DCST2 gesteuert werden.

Die Forscher um Pauli entschlüsseln seit Jahren Schritt um Schritt die molekularen Vorgänge bei der Befruchtung. So haben sie etwa gezeigt, dass bei Fischen das Protein „Bouncer“ (Türsteher) artfremde Spermazellen abweist, während der Vetter von Bouncer in Säugetieren (SPACA4) vorhanden sein muss, damit Spermazellen die Schutzhülle der Eizellen durchdringen können.

(KG)