Forscher haben den Code für männliche Fruchtbarkeit geknackt
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Jede Zelle enthält eine Reihe von Anweisungen in ihrer DNA, die bestimmen, welche Gene exprimiert und welche stummgeschaltet werden. Die korrekte Programmierung sogenannter epigenetischer Programme, darunter die DNA-Methylierung, ist für Befruchtung und Entwicklung unerlässlich.
Ein Forscherteam der Universität Münster hat erstmals das DNA-Methylierungsprogramm identifiziert, das dem Prozess der Spermienproduktion (Spermatogenese) beim Menschen zugrunde liegt. Sie fanden heraus, dass während der Spermatogenese eine Umprogrammierung des gesamten Genoms stattfindet. Darüber hinaus stellten sie bei der Analyse von Zellen unfruchtbarer Männer fest, dass bestimmte Regionen des Genoms fehlprogrammiert waren, was eine neue mögliche Ursache für männliche Unfruchtbarkeit enthüllte.
Der Code ist geknackt, zumindest der, der zur Spermienproduktion beim Menschen führt. Um diesen Prozess erfolgreich abzuschließen, benötigen die daran beteiligten Gene „Anweisungen“. Mit anderen Worten: Damit die Keimbahn durch den Prozess der Spermatogenese Spermien erzeugen kann, müssen bestimmte chemische Muster in der DNA festgelegt werden.
Ein Forschungsteam um Dr. Sandra Laurentino und Prof. Nina Neuhaus vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie (CeRA) der Medizinischen Fakultät der Universität Münster hat nun die genauen Anweisungen dahinter entdeckt. Darüber hinaus identifizierten die Münsteraner Forscher auch eine neue mögliche Ursache für männliche Unfruchtbarkeit, die auf einer Fehlregulation des Genoms beruht. Diese Ergebnisse wurden im American Journal of Human Genetics veröffentlicht.
Die translationale Forschung unter der Leitung der Biochemikerin Laurentino und der Biologin Neuhaus konzentrierte sich auf die DNA-Methylierung, eine Art chemischer Modifikation der DNA, die Gene reguliert. Dies bildet eine Art Computerprogramm, in dem die Gene verschiedener Zellen „an- und ausgeschaltet“ werden, um die Spermatogenese voranzutreiben.
Der Hoden, in dem die Spermienproduktion stattfindet, ist ein sehr komplexes Gewebe, erklärt Dr. Laurentino. Deshalb waren die „Anweisungen“ hinter der Spermatogenese bisher unbekannt.
Dem Forschungsteam gelang zusammen mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, heute am Imperial College London, ein Durchbruch, als sie einen Weg fanden, die Spermien produzierenden Zellen vom Rest des Hodengewebes zu trennen.
Mithilfe ausgefeilter Sequenzierungstechniken gelang es dem Team, den Fruchtbarkeitscode zu knacken – ein Meilenstein in der Epigenetik, der Disziplin, die sich mit potenziell vererbbaren Veränderungen befasst, die die Genaktivität regulieren.
Ein überraschendes und faszinierendes Ergebnis der Studie war die Entdeckung des Forschungsteams, dass der Code bei Männern mit extrem geringer Spermienproduktion, technisch Kryptozoospermie genannt, nicht richtig funktioniert. Dies hat eine bisher unbekannte Ursache für männliche Unfruchtbarkeit aufgedeckt und impliziert neue therapeutische Ansätze, die weitere Forschung erfordern.