Entdeckung eines für die männliche Unfruchtbarkeit verantwortlichen Gens

Das Ergebnisse wurde im März 2011 in der internationalen Fachzeitschrift The American Journal of Human Genetics veröffentlicht [1].

Die Globozoospermie ist eine seltene Krankheit, die sich durch die Produktion von rundköpfigen akrosomlosen Spermien auszeichnet, wodurch diese Spermien befruchtungsunfähig werden. Das Akrosom ist ein Bläschen am vorderen Ende des Samenfadens, das wichtige Enzyme beinhaltet, mit deren Hilfe das Spermium die Zona pellucida durchbohren und in die Eizelle eindringen kann. Ohne diese Enzyme sind die Spermien nicht in der Lage die Eizelle zu befruchten.

Phasenweise Darstellung des Eindringens des Spermiums in eine Eizelle dank des Akrosoms (Akrosomreaktion) [2].

Um die genetischen Ursachen der Globozoospermie zu erforschen, haben die Wissenschaftler mit Hilfe von DNA-Chips das Genom von 20 Patienten untersucht. Sie haben entdeckt, dass 75% dieser Patienten eine homozygote Deletion einer DNA-Sequenz von 200.000 Basenpaaren aufwiesen. Auf dieser Sequenz befindet sich nur das DPY19L2-Gen. Der Verlust dieser Gensequenz ist das Ergebnis einer nicht-allelischen homologen Rekombination: Bei der Meiose [3] tauschen die homologen Chromosome DNA-Sequenzen aus. Dieser Austausch trägt zur Evolution unserer Art bei, kann jedoch mitunter auch zu Gen-Duplikationen oder -Deletionen führen, wie z.B. bei der Globozoospermie.

Im Rahmen ihrer Studie haben die Forscher herausgefunden, dass das DPY19L2-Gen für die Spermien- Verlängerung und die Bildung des Akrosoms notwendig ist. Es war bereits bekannt, dass das DPY19L2- analoge Gen beim Fadenwurm Caenorhabditis elegans eine wichtige Rolle bei der Ausbildung der Zellpolarität (asymmetrische Anordnung der Zellbestandteile – notwendig für die Embryonalentwicklung) spielt. Die Forscher des AGIM gehen davon aus, dass das DPY19L2 auch beim Menschen eine Schlüsselrolle bei der Ausbildung der Zellpolarität einnimmt: in diesem Fall bei der Spermienbildung. Sollte sich diese Theorie bestätigen, so wäre es das erste bekannte Gen mit dieser Funktion.

Dank diese Forschungsergebnisse ist es möglich, Patienten mit Globozoospermien eine Gendiagnostik anzubieten und in absehbarer Zeit vielleicht sogar eine Therapie. Des Weiteren wäre ein nicht-hormonelles Verhütungsmittel für Männer denkbar, dass die Expression von DPY19L2 bzw. die entsprechende Proteinaktivität verhindert und so die Bildung von fruchtbaren Spermien unterbindet.

Um dieses Konzept zu schützen, wurde bereits im November 2009 ein Patent eingereicht.

[1] Originalpublikation: „A Recurrent Deletion of DPY19L2 Causes Infertility in Man by Blocking Sperm Head Elongation and Acrosome Formation“, The American Journal of Human Genetics – März 2011 – http://www.cell.com/AJHG/abstract/S0002-9297%2811%2900055-3

[2] Bild aus Wikipedia : http://de.wikipedia.org/wiki/Akrosomreaktion

[3] Die Meiose ist eine besondere Form der Zellteilung, die nur bei Gameten (auch bekannt als Keimzellen oder Geschlechtszellen) abläuft und dazu dient, den diploiden („doppelten“) Chromosomensatz auf einen haploiden („einfachen“) Satz zu reduzieren.

Kontakt: Pierre Ray, CNRS Forscher – 75004 Paris – Tel: 0033 4 76 76 55 73 – E-Mail: PRay@chu-grenoble.fr

Quelle: Pressemitteilung des CNRS – 18.03.2011 http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2134.htm#

Redakteurin: Claire Cécillon, claire.cecillon@diplomatie.gouv.fr