Was macht Spermien bestimmter Mäuse so viel erfolgreicher? Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik (MPIMG) in Berlin haben die Antwort gefunden.
Männliche Mäuse mit dem „t-Haplotyp“ vererben diese genetische Variante in 99 % der Fälle. Die Träger-Spermien sichern sich den Vorteil, indem sie ihre Konkurrenten vergiften.
Sollte dieser Mechanismus auch beim Menschen vorkommen, könnte er manchen Fällen von Unfruchtbarkeit zugrunde liegen.
Beim Menschen ist die DNA auf 46 Chromosomen verteilt. Die meisten Zellen tragen alle 46, Spermien und Eizellen jedoch nur 23. Bei der Teilung einer Stammzelle erhält jede Spermie die Hälfte des Materials, das sich mit 23 Chromosomen einer Eizelle zu 46 verbindet.
Bei Mäusen mit einer Kopie des t-Haplotyps bekommen die Hälfte der Spermien die Variante, die andere nicht. Die t-Spermien befruchten die Eizelle in bis zu 99 % der Fälle.
Der MPIMG-Forschungsgruppe zufolge liegt der Grund im Protein RAC1 – einem molekularen Schalter, der Zellbewegungen steuert und Spermien hilft, Eizellen zu finden.
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Optimale RAC1-Level sind entscheidend für effektive Spermienbewegung. „Die Wettbewerbsfähigkeit hängt von einem optimalen RAC1-Spiegel ab; zu wenig oder zu viel behindert die Vorwärtsbewegung“, erklärt Dr. Alexandra Amaral, Erstautorin der Studie am MPIMG.
Spermien brauchen RAC1 für geradlinige Schwimmbewegungen. Abweichungen führen zu ziellosem Wackeln.
t-Spermien weisen höhere RAC1-Aktivität auf. Bei Mäusen mit t-Haplotyp vergiften diese alle Spermien, produzieren aber ein Gegenmittel nur für sich selbst.
„Der t-Haplotyp vergiftet alle Spermien, schützt aber die eigenen mit einem Antidot“, beschreibt Prof. Bernhard Herrmann, MPIMG-Direktor. „Wie bei einem Marathon mit vergiftetem Wasser, das nur manche Läufer neutralisieren.“
Mäuse mit zwei t-Kopien sind steril: Alle Spermien sind überfordert und bewegungsunfähig.
„Interessant wäre, ob RAC1 auch menschliche Spermienmotilität reguliert und ob Fehlregulation Unfruchtbarkeit erklärt“, schlussfolgern die Forscher in ihrer Publikation.