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Forscher haben den Code der männlichen Fruchtbarkeit entschlüsselt
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
Jede Zelle enthält in ihrer DNA eine Reihe von Anweisungen, die bestimmen, welche Gene exprimiert und welche stummgeschaltet werden. Die korrekte Programmierung sogenannter epigenetischer Programme, einschließlich der DNA-Methylierung, ist für Befruchtung und Entwicklung unerlässlich.
Ein Forscherteam der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) hat erstmals das DNA-Methylierungsprogramm entschlüsselt, das der Spermienproduktion (Spermatogenese) beim Menschen zugrunde liegt. Sie fanden heraus, dass während der Spermatogenese das gesamte Genom umprogrammiert wird. Bei der Analyse von Zellen unfruchtbarer Männer stellten sie zudem fest, dass bestimmte Bereiche des Genoms falsch programmiert waren. Dies enthüllte eine neue mögliche Ursache für männliche Unfruchtbarkeit.
Der Code, der zur Spermienproduktion beim Menschen führt, ist geknackt. Damit dieser Prozess erfolgreich abläuft, benötigen die beteiligten Gene „Anweisungen“. Anders ausgedrückt: Damit die Keimbahn durch Spermatogenese Spermien erzeugen kann, müssen bestimmte chemische Vorlagen in die DNA eingebaut werden.
Ein Forschungsteam um Dr. Sandra Laurentino und Prof. Dr. Nina Neuhaus vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie (CeRA) der Medizinischen Fakultät der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) hat nun die genauen Anweisungen dahinter entschlüsselt. Darüber hinaus haben die münsterschen Forscher eine neue mögliche Ursache für männliche Unfruchtbarkeit identifiziert, die auf einer Fehlregulation des Genoms beruht. Die Ergebnisse wurden im „ American Journal of Human Genetics“ veröffentlicht.
Die translationale Forschung unter der Leitung des Biochemikers Laurentino und des Biologen Neuhaus konzentrierte sich auf die DNA-Methylierung, eine chemische Modifikation der DNA, die Gene reguliert. Sie bildet eine Art Computerprogramm, in dem Gene in verschiedenen Zellen „an- und ausgeschaltet“ werden, um die Spermatogenese sicherzustellen.
Der Hoden, in dem die Spermienproduktion stattfindet, sei ein sehr komplexes Gewebe, erklärt Dr. Laurentino. Deshalb seien die „Anweisungen“ für die Spermatogenese bislang unbekannt gewesen.
Der Durchbruch gelang dem Forschungsteam gemeinsam mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin in Münster, heute am Imperial College London, als sie eine Möglichkeit fanden, die Spermien produzierenden Zellen vom restlichen Hodengewebe zu trennen.
Mithilfe hochentwickelter Sequenzierungstechniken gelang es dem Team, den Fruchtbarkeitscode zu entschlüsseln – ein Meilenstein in der Epigenetik, der Disziplin, die sich mit potenziell vererbbaren Veränderungen beschäftigt, die die Genaktivität regulieren.
Ein überraschendes und faszinierendes Ergebnis der Studie war die Entdeckung des Teams, dass der Code bei Männern mit extrem geringer Spermienproduktion, der sogenannten Kryptozoospermie, nicht korrekt funktioniert. Dies deckt eine bisher unbekannte Ursache männlicher Unfruchtbarkeit auf und eröffnet neue Therapieansätze, die weiterer Forschung bedürfen.