Biologie «Türsteher»-Protein entscheidet über Befruchtung

Ein «Türsteher» sorgt bei Zebrafischen dafür, dass nur Spermien der eigenen Art die Eizellen befruchten.

Es handelt sich dabei um ein Eiweiss, das auf der Oberfläche der Eizellen sitzt, berichten Forscher um Andrea Pauli vom Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien im Fachblatt «Science». «Das ist bei Fischen, die ihre Eier zur Befruchtung im Wasser ablegen, entscheidend», sagt Studienleiterin Pauli. Verwandte Proteine könnten auch beim Menschen den Befruchtungsprozess mitsteuern.

Die Wissenschaftler hatten das Genom des Zebrafischs - Aquarianern auch als Zebrabärbling bekannt - untersucht und dabei das Protein identifiziert. Das mit 80 Aminosäuren äusserst kurze Eiweiss ermöglicht eine stabile Verbindung zwischen Ei und Spermium. Wurde der genetische Bauplan für den Türsteher - im englischen «Bouncer» - experimentell aus einer anderen Fischart ins Genom des Zebrafischs eingeschleust, konnten zumindest einige Eizellen von Spermien dieser fremden Art befruchtet werden. «Bouncer» sei das erste bekannte Protein, für das eine solche Schlüssel-Schloss-Funktion experimentell gezeigt wurde.

Die Studie kann nach Überzeugung von Pauli helfen, auch beim Menschen den Befruchtungsprozess auf molekularer Ebene besser zu verstehen. Hier sei vor allem das von Spermien gebildete, ganz ähnliche Protein «Spaca4» von Interesse. «Eventuell spielt es eine verwandte Rolle», sagte Pauli.

Es sei faszinierend, dass «Bouncer» aus einer Klasse von Eiweissen stamme, die äusserst vielfältig sei. So ähnle das Protein dem oft tödlichen Nervengift von Schlangen. Damit spiele diese Protein-Klasse bei der Entstehung und bei der Beendigung von Leben eine entscheidende Rolle.