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Dienstag, 24.01.2017
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Sein oder Nichtsein: Ein Gen entscheidet

Einblick in die Genetik der ersten 15 Minuten nach der Befruchtung

Wissenschaftler haben ein Gen identifiziert, das den ersten, entscheidenden Schritt in der Entstehung neuen Lebens kontrolliert. Es tritt in Aktion, sobald ein Spermium in eine Eizelle eindringt. Fehlt es, entwickelt sich kein Embryo, auch wenn Eizelle und Spermien für sich genommen funktionstüchtig sind.
Menschliche Eizelle

Menschliche Eizelle

Wie britische und französische Forscher jetzt in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature berichten, fungiert das so genannte HIRA-Gen als Reisebegleiter oder „Chaperon“ für die Integration des Genmaterials von Eizelle und Spermium. Das Gen, das im Genom der Eizelle sitzt, sorgt dafür, dass die männliche DNA in eine Form „umgepackt“ wird, die dann als „Pro-Nukleus“ von der verschmolzenen Zelle ausgelesen werden kann.

Die Forscher um Tim Karr von der Universität von Bath in England und Benjamin Loppin und Pierre Couble vom französischen Zentrum für Molekulargenetik und Zellbiologie entdeckten diesen grundlegenden Prozess zwar an der Fruchtfliege Drosophila melanogaster, gehen aber davon aus, dass dieser fundamentale Schritt bei allen sich sexuell fortpflanzenden Lebewesen einschließlich des Menschen stattfinden muss.

“Alle sich sexuell reproduzierenden Tiere führen die gleiche Art von ‘DNA-Tanz’ auf, wenn sich die DNA der mütterlichen Eizelle und des väterlichen Spermiums zum ersten Mal treffen“, erklärt Karr. „Wenn das Spermium in die Eizelle eindringt, muss die DNA, die es trägt umgepackt werden, damit sie im ersten Akt der genetischen Fortpflanzung mit der Eizellen-DNA verschmelzen kann. Ein einzelnes Gen, HIRA, steuert diesen Umpackungsprozess und das macht es für diese ersten 15 Minuten der Entstehung eines neuen Lebens so fundamental wichtig.“


In ihren Versuchen nutzten die Wissenschaftler eine spezielle mutante Form der Fruchtfliege, unter Biologen als „Sesam-Mutante“ bekannt. Von ihr ist bekannt, dass sie nach der Verschmelzung von Spermium und Eizelle keinen männlichen Pro-Nukleus bilden kann. Indem sie das „Verpackungsmaterial“ Chromatin anfärbten, konnten die Forscher beobachten, dass die männliche DNA in der Eizelle zu einem kleinen Ball verknäuelt blieb und so nicht mit seinem Gegenpart dem weiblichen Pro-Nukleus interagieren konnte.

“Das ist einer der entscheidensten Prozesse, die sich in sexuell reproduzierenden Tieren abspielen“, so Karr. „Und doch reicht eine kleine Mutation im HIRA-Gen schon aus, um das Leben noch nicht einmal beginnen zu lassen. Erstaunlicherweise wissen wir noch immer relativ wenig über die Struktur der Spermien-DNA und die genetischen Prozesse in den frühen Phasen der Reproduktion.“
(University of Bath, 27.10.2005 - NPO)
 
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