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Wissenschaftler haben das "Unfruchtbarkeitsgen" gefunden.
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Japanische Wissenschaftler der Universitäten Kumamoto und Kyoto haben ein Gen entdeckt, das die Zellteilung hemmt. Nach der Neutralisierung dieses Gens wurden Nagetiere unabhängig vom Geschlecht unfruchtbar.
Die überwiegende Mehrheit der Zellstrukturen im Körper kann sich durch indirekte Teilung, den sogenannten Mitoseprozess, reproduzieren. Dabei handelt es sich um einen kontinuierlichen Zyklus, der mit der Verdoppelung der genetischen Information einhergeht. Die Zelle teilt sich in zwei Hälften, wodurch gleichwertige Kopien entstehen. Die Geschlechtszellen, insbesondere Spermien und Eizellen, entstehen durch eine spezielle Form der Reduktionsteilung, die Meiose genannt wird. Diese Teilung findet in den Keimdrüsen statt.
Der Beginn der Meiose ist unauffällig, da sie wie eine reguläre Mitose verläuft. Bald jedoch verändert sich der Prozess, wodurch vier genetisch unterschiedliche Embryonalstrukturen entstehen, die 50 % des genetischen Materials der Primärzelle besitzen. Welche Mechanismen sind an dieser Transformation beteiligt? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange, da sie mit vielen medizinischen Problemen im Bereich der Fortpflanzung in Verbindung gebracht wird.
In ihrem Experiment nutzten die Wissenschaftler massenspektrometrische Analysen, die es ihnen ermöglichten, ein spezifisches Gen, Meiosin, zu identifizieren, das wie ein Schalter wirkt. Meiosin hat die einzigartige Fähigkeit, sich nur zu einem bestimmten Zeitpunkt einzuschalten – unmittelbar bevor der Meioseprozess in den Keimdrüsen beginnt. Experimentell konnten die Wissenschaftler feststellen, dass die Tiere nach dem Ausschalten von Meiosin unfruchtbar wurden.
Eine anschließende Untersuchung der Keimdrüsen männlicher und weiblicher Nagetiere zeigte, dass das Gen eng mit der Aktivierung der Meiose verknüpft war. Seine Funktion glich einem „Kippschalter“, da es gleichzeitig eine große Anzahl von Genen aktivierte, die Keimzellen bildeten.
Die Forscher meinen, dass die Ergebnisse des Experiments für die weitere Entwicklung der Reproduktionswissenschaft sehr wichtig seien.
„Wir waren sehr überrascht, als wir eine so große Anzahl von Genen mit unbekannter funktioneller Ausrichtung entdeckten. Diese Gene sind zwar inaktiv, aber für den Fortpflanzungsprozess von großer Bedeutung“, sagt Dr. Ishiguro, Co-Autor der Forschungsarbeit und Vertreter des Instituts für Molekulare Embryologie und Genetik der Universität Kumamoto. „Wir können nur hoffen, dass die Bestimmung der Eigenschaften solcher Gene uns hilft, die Mechanismen der Embryonalbildung zu verstehen. Und wenn es uns gelingt, die Meiose zu kontrollieren, wäre dies ein großer Erfolg sowohl für die Reproduktionswissenschaft und Landwirtschaft als auch für die Fortpflanzung bedrohter Tierarten.“
Details der Studie werden in der Fachzeitschrift Developmental Cell beschrieben.