Wiggle Room: Weibliches Hormon Hilft Sperma, Ei Zu Treffen

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Spermien finden ovulierte eier, indem sie ihr progesteron durch einen spezifischen kanal in ihrer membran abtasten, der die aktivität erhöht und sie in richtung des eies bewegt. Diese neue interaktion zwischen sperma und ei könnte zu neuen verhütungsmitteln führen.

Das weibliche Hormon Progesteron versetzt die Spermien in den Schnellgang, so dass sie schnell das Ei erreichen können. Nun haben Wissenschaftler herausgefunden, wie: Das Hormon verbindet sich mit einem spezialisierten Protein, das den Schwanz des Spermas dazu veranlasst, hin und her zu wackeln, und hilft dem kleinen Mann dabei, sein Ziel zu erreichen.

"Um das Ei zu befruchten, muss es [Sperma] die Schutzschichten der Eier durchdringen", sagte Studienforscherin Polina Lishko von der University of California in San Francisco. "Dafür muss es hin und her gehen."

Wenn Progesteron den als Catsper bezeichneten Rezeptor bindet, öffnet es einen Kanal in der Membran, wodurch eine Kalziumwelle in den Spermienkörper geschleudert wird, die dazu führt, dass sich der Schwanz hin und her wackelt.

Die Forschung wird diese Woche von Lishkos Team in der Zeitschrift Nature und in einer zweiten Studie von einem Team um U. Benjamin Kaupp am Zentrum für fortgeschrittene europäische Studien und Forschung in Deutschland beschrieben.

Catsper's Calcium-Affinität

"Es ist seit mehr als 20 Jahren bekannt, dass Progesteron die verschiedenen Funktionen von Spermien maßgeblich stimuliert", sagte Stephen Publicover von der Biowissenschaftlichen Fakultät der Universität Birmingham im Vereinigten Königreich, der eine Begleitschrift "News and Views" verfasste. Artikel in der Zeitschriftenausgabe.

Bisher wussten die Wissenschaftler jedoch nicht, wie das Hormon und der Catsper miteinander interagieren. Das Team untersuchte menschliche Samenzellen und maß den Calciumfluss, der die Schwanzbewegung verursacht. Ihre Experimente zeigten, dass die Interaktion von Progesteron mit Catsper entscheidend für die Entstehung der Kalziumwelle ist, ein wesentlicher Bestandteil dafür, dass Spermien durch die das Ei umgebenden Zellen gelangen. Frühere Untersuchungen hatten gezeigt, dass bei Mäusen lediglich der pH-Wert oder der Säuregehalt geändert werden musste. Der Mensch braucht sowohl den pH-Wert als auch Progesteron, so scheint es.

"Progesteron aktiviert keine Maus-Samenzellen - es ist sehr spezifisch für den Menschen", sagte Lishko gegenüber WordsSideKick.com. "Wenn Sie die menschliche Fruchtbarkeit studieren, müssen Sie sie an den menschlichen Samenzellen studieren."

Die Forscher fanden heraus, dass Progesteron in menschlichen Zellen Catper-Kanäle im Sperma öffnet und eine Kalziumwelle sendet, um den Schwanz zu hyperaktivieren. Das Ergebnis: Große Schwingungen des Spermienschwanzes, die wesentlich dazu beitragen, dass er durch die das Ei umgebenden Zellen gelangt. Wenn es nicht durchkommt, erreicht das Sperma niemals das Ei und kann es nicht befruchten. Sowohl Menschen als auch Mäuse mit nichtfunktionellem Katzenperl sind unfruchtbar.

Verhütungskandidat

Da das Catsper-Protein nur in Samenzellen exprimiert wird, ist es ein idealer Kandidat für das Targeting mit Medikamenten, sagen die Forscher. Ein Medikament, das diesen Kanal außer Gefecht setzen oder ihn daran hindern könnte, sich mit Progesteron zu binden, würde die Spermien daran hindern, zu hyperaktivieren, und es könnte nicht in das Ei eindringen, um es zu befruchten.

"Der Catsper-Kanal ist ein hervorragendes Ziel für die Entwicklung neuer Verhütungsmittel, da er sich nur auf den Samenzellen äußert", sagte Lishko. (Dies bedeutet, dass Männer und Frauen dies einnehmen könnten, ohne andere Fortpflanzungsfunktionen zu beeinträchtigen oder Nebenwirkungen von hormonbasierten Medikamenten wie der Pille zu haben.)

Die Forschung könnte auch andere Proteine ​​ausgraben, die am Sperma-zu-Ei-Prozess beteiligt sind, was zu nichthormonalen Kontrazeptiva führt, sagte Publicover.

Lishkos Team arbeitet jetzt daran, herauszufinden, wo das Progesteron an den Kanal bindet, und sie hoffen, Patienten mit Defiziten im Catsper-Kanal zu untersuchen, um zu sehen, wie Progesteron ihre Spermien beeinflusst.

Sie können WordsSideKick.com-Mitarbeiterin Jennifer Welsh auf Twitter @ folgen.Microbelover.


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