Warum nackte Spermien besser sind, was das mit Unfruchtbarkeit zu tun hat und wieso das alles von einem Protein abhängig ist, fanden jetzt Forscher heraus. Lest hier mehr dazu.
Um bei ihren Wettkämpfen gute Zeiten zu erzielen, tragen viele olympische Schwimmer Schwimmanzüge, die einen geringen Wasserwiderstand aufweisen. In ähnlicher Weise besitzen Spermien eine stromlinienförmige Struktur, um reibungsloser durch den weiblichen Fortpflanzungstrakt zu gelangen. Jetzt haben japanische Forscher Licht auf ein Schlüsselprotein geworfen, das an diesem Prozess beteiligt ist.
In einer aktuellen Studie, die in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde, haben Forscher der Universität Osaka die Rolle eines Proteins mit der Bezeichnung testis spezific serine kinase substrat (TSKS) im Prozess der Spermiation ermittelt.
Die stromlinienförmige Morphologie von Spermien, die für eine erleichterte Fortbewegung im weiblichen Geschlechtstrakt sorgt, wird durch die Beseitigung des Zytoplasmas der Spermien erreicht. Dieser Prozess wurde zwar schon in früheren Studien beobachtet, die molekularen Mechanismen, die ihm zugrunde liegen, sind jedoch noch nicht vollständig verstanden. Dies veranlasste das Forscherteam der Universität Osaka, ein Mausmodell zu erforschen, das auf das TSKS in den membranlosen Strukturen (Nuage) abzielt.
„Mit Hilfe der Genom-Editierungstechnologie haben wir ein Mausmodell entwickelt, bei dem TSKS gestört ist“, sagt Keisuke Shimada. „Wir fanden heraus, dass die Spermien von Mäusen mit gestörtem TSKS keine stromlinienförmige Form entwickeln konnten, was zu männlicher Unfruchtbarkeit führte.“
Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Spermiums kurz vor der Vollendung im Hoden. Bei normalen Mäusen wird das Zytoplasma, das durch die rote gestrichelte Linie angezeigt wird, kurz vor der Vollendung des Spermas eliminiert. Bei TSKS-geschädigten Mäusen wird das Zytoplasma jedoch nicht eliminiert, und es werden Spermien mit reichlich Zytoplasma produziert, was zu männlicher Unfruchtbarkeit führt. Credit: Masahito Ikawa, 2023 Shimada et al., PNAS
Die Forscher analysierten die Spermien von TSKS-Knockout-Mäusen und stellten fest, dass diese Spermien nicht in der Lage waren, zwei bestimmte Arten von Nuagen zu produzieren, die als reticulated body (RB) und chromatid body remnant (CR) bezeichnet werden. Ohne diese Nuagen konnten die TSKS-geschädigten Spermien ihr Zytoplasma nicht richtig beseitigen. Darüber hinaus beobachteten die Forscher, dass das Vorhandensein von überschüssigem Zytoplasma zur Apoptose in diesen Spermien führte.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Bildung von RB- und CR-Nuagen von TSKS abhängt“, sagt Soojin Park. „TSKS ist erforderlich, damit Spermien das Zytoplasma eliminieren und eine stromlinienförmige Kaulquappenform annehmen können. Dies gilt auch für den Menschen, da TSKS auch in menschlichen Spermien vorhanden ist.“
Die Entdeckung der Rolle von TSKS bei der Bildung stromlinienförmiger Spermien liefert weitere Hinweise auf einen Mechanismus, der hinter der männlichen Unfruchtbarkeit steckt. Die Ergebnisse dieser Studie könnten zur Entwicklung von Diagnosetests und Verhütungsmitteln für Männer beitragen.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Osaka University. Die Originalpublikation findet ihr hier.
Bildquelle: Marcelo Uva, unsplash
