Dem zytoplasmatischen Tröpfchen auf die Spur gekommen: US-Forscher haben das Rätsel einer bisher kaum verstandenen Spermienstruktur geknackt. Lest hier, was das für unser Verständnis der männlichen Fruchtbarkeit bedeutet.
Das zytoplasmatische Tröpfchen (CD) ist ein erweitertes Zytoplasma, das in der Nähe des Kopfes, am Hals des Spermas, bei allen Säugetieren zu finden ist. Obwohl das CD bereits vor mehr als 100 Jahren entdeckt wurde, war bisher unklar, wie es sich bildet und welche Funktion es hat, da es an molekularen und genetischen Instrumenten zu seiner Untersuchung fehlte. Jetzt könne es nicht mehr ignoriert werden, sagt Chen Chen, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Tierwissenschaften und dem Programm für Reproduktions- und Entwicklungswissenschaften im College für Landwirtschaft und natürliche Ressourcen der Michigan State University (MSU).
„Unsere neue Studie an Mäusen zeigt, dass das CD in der Tat eine sich aktiv bildende Organelle ist, die dazu bestimmt ist, die Spermienreifung und Fruchtbarkeit zu regulieren“, so Chen. „Es fungiert als ‚Lagerraum‘, in dem wichtige Proteine, die für die Funktion der Spermien erforderlich sind, vor ihrer langen Reise zur Eizelle gelagert werden.“ Chen und sein Forschungsteam entdeckten ein neuartiges System innerhalb der sich entwickelnden Spermien, das wichtige Proteine aktiv über kleine Membranbläschen zum CD transportiert. Dieser Prozess wird von einem Gen namens SYPL1 gesteuert. Das SYPL1-Protein befindet sich auf diesen Membranbläschen und spielt eine entscheidende Rolle dabei, sie in das CD zu leiten. „Man kann sich diese Vesikel als Lastwagen vorstellen, die Proteinfracht in den Spermienlagerraum transportieren“, so Chen.
Chen stellte fest, dass bei Mäusen, bei denen das SYPL1-Gen deletiert ist, dieses System des Proteinverkehrs zusammenbricht und wichtige Stoffwechselenzyme und essenzielle Proteine nicht ins CD transportiert werden können, was zu einem leeren CD ohne Vesikel führt – etwas, das er zuvor noch nie gesehen hatte. Infolgedessen verlieren die mutierten Spermien ohne größere CD-Inhalte ihre Beweglichkeit und ihre Fähigkeit, mit osmotischen Veränderungen fertig zu werden: Sie verbiegen sich, was zu Unfruchtbarkeit führt.
„Ich glaube, dass diese Studie einen Durchbruch im Verständnis der CD-Bildung und ihrer möglichen Funktion darstellt“, so Chen. „Auf zellulärer Ebene hilft sie uns, zu erkennen, dass es ein spezialisiertes System für den Transport von Proteinen gibt, das aktiv Ladungen ins CD transportiert, die dann von den Spermien auf ihrer Reise zur Eizelle verwendet werden. [Diese Entdeckung] eröffnet neue Wege für die Erforschung des CD als Biomarker für die Fruchtbarkeit bei Mensch und Tier und möglicherweise für die gezielte Nutzung dieses neuartigen Weges zur Fruchtbarkeitskontrolle.“
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung der Michigan State University. Die Studie haben wir euch hier und im Text verlinkt.
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