«Catch-Bond»-Mechanismus entschlüsselt Deswegen ist die Verbindung zwischen Spermien und Eizellen die stärkste

Forschende der ETH Zürich und der Universität Basel haben eine der stärksten bekannten biologischen Bindungen beschrieben – zwischen Spermium und Eizelle. Ihre Entdeckung könnte künftig helfen, bestimmte Formen der Unfruchtbarkeit besser zu verstehen.

Keystone-SDA

20.10.2025, 11:06

25.10.2025, 22:32

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Bei der Befruchtung klammern sich Spermium und Eizelle mit ungewöhnlicher Kraft aneinander. Forschende der ETH Zürich und der Universität Basel haben nun entschlüsselt, wie diese starke Bindung funktioniert.

Laut einer Mitteilung der ETH Zürich vom Montag gehört diese Verbindung zu den stärksten bislang bekannten biologischen Bindungen. Sie entsteht über die Proteine Izumo auf dem Spermium und Juno auf der Eizelle. Wie das Forschungsteam im Fachjournal «Nature Communications» berichtet, folgt diese Interaktion einem sogenannten «Catch-Bond»-Mechanismus: Je stärker daran gezogen wird, desto fester hält sie.

Damit haben die Forschenden eine Besonderheit entdeckt, die in der Biologie selten vorkommt. Normalerweise werden Bindungen zwischen Molekülen schwächer, wenn mechanische Kräfte auf sie wirken.

Medizinische Bedeutung

Die Entdeckung hat auch medizinische Bedeutung: Eine genetische Mutation im Juno-Protein, die weltweit etwa jede 600. Frau betrifft, schwächt diese Verbindung. Dadurch könnte sich erklären, warum es bei manchen Frauen trotz gesunder Eizellen zu Unfruchtbarkeit kommt.

Langfristig könnten laut der ETH Zürich die Ergebnisse helfen, Gentests oder Therapien gegen bestimmte Formen von Unfruchtbarkeit zu entwickeln, schreibt die ETH Zürich in ihrer Mitteilung.

Für ihre Studie untersuchten die Forschenden die Proteine im Labor mithilfe eines Rasterkraftmikroskops. Dabei zogen sie die Moleküle kontrolliert auseinander und massen die Kräfte, die sie zusammenhalten. Computersimulationen bestätigten, dass sich die Proteine unter Zug leicht verdrehen und dadurch neue atomare Kontakte bilden – das macht die Bindung noch stärker.

Unter Zug ist die Verbindung von Juno und Izumo sogar eine der stärksten, die es im Reich der mehrzelligen Organismen gibt, wie die Messungen der Forschenden zeigten. Ähnlich starke Verbindungen gibt es zwischen Proteinen in Muskelfasern, die verhindern, dass die Muskelfasern reissen.