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Die Produktion von Spermien ist ein komplexer Prozess, der eine Art Anleitung für die dahinterstehenden Gene benötigt: In der Keimbahn, in der die Spermatogenese stattfindet, müssen bestimmte Muster in der DNA korrekt etabliert sein. Welche Anweisungen konkret dahinterstecken, hat nun eine Forschungsgruppe um Dr. Sandra Laurentino und Prof. Dr. Nina Neuhaus vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie der Medizinischen Fakultät der Universität Münsterherausgefunden. Die Studie der Wissenschaftlerinnen deutet zudem auf eine neue potenzielle Ursache für männliche Unfruchtbarkeit hin, die auf einer abnormalen Regulation des Genoms beruht.
Der Code ist geknackt. Gemeint ist der für die Produktion von Spermien: Damit diese funktioniert, bedarf es einer Art „Anleitung“ für die dahinterstehenden Gene – mit anderen Worten: In der Keimbahn, in der die Spermaproduktion – die Spermatogenese – stattfindet, müssen bestimmte Muster in der DNA korrekt etabliert sein. Welche Anweisungen konkret dahinterstecken, hat nun eine Forschungsgruppe um Dr. Sandra Laurentino und Prof. Nina Neuhaus vom Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie (CeRA) der Medizinischen Fakultät der Universität Münster herausgefunden. Damit nicht genug: Die Studie der münsterschen Wissenschaftlerinnen deutet auch auf eine neue potenzielle Ursache für männliche Unfruchtbarkeit hin, die auf einer abnormalen Regulation des Genoms beruht. Die Ergebnisse wurden nun in der renommierten Fachzeitschrift American Journal of Human Genetics veröffentlicht.
Die translationale Studie um die Biochemikerin Laurentino und die Biologin Neuhaus legte ihren Fokus auf die sogenannte DNA-Methylierung – chemische Modifikationen in der DNA, die der Regulation von Genen dienen. Diese laufen ab wie eine Art Computerprogramm: Gene in verschiedenen Zellen müssen „ein- und ausgeschaltet“ werden, damit die Spermatogenese fortschreitet. Der genaue Ort der Spermaproduktion ist der Hoden – ein sehr komplexes Gewebe, erklärt Dr. Laurentino, weshalb die „Anweisungen“ hinter der Spermatogenese bislang unbekannt waren. Nun gelang der Forschungsgruppe der Durchbruch: Gemeinsam mit Kolleginnen vom Max-Planck-Institut für Molekulare Biomedizin in Münster, die nun am Imperial College in London tätig sind, hat das Team einen Weg gefunden, die Zellen, die Spermien hervorbringen, vom Hodengewebe zu trennen. Durch ausgeklügelte Sequenzierungstechniken entschlüsselte die Gruppe den Fruchtbarkeitscode – ein Meilenstein in der Epigenetik, der Fachdisziplin, die sich mit potenziell vererbbaren Veränderungen befasst, die die Aktivität von Genen reguliert.
Ein ebenso unerwarteter wie hochgradig interessanter „Beifang“ der Studie: Bei der Analyse der Zellen entdeckte die Forschungsgruppe bei Männern, die unter einer extrem geringen Spermaproduktion – Fachbegriff: Kryptozoospermie – leiden, dass der Code nicht richtig funktioniert. Eine bislang unentdeckte Ursache für Unfruchtbarkeit hat sich damit aufgetan – und womöglich ein neuer Therapieansatz, den es nun mit weiterer Forschung zu erkunden gilt.
Die Studie ist entstanden in der Klinischen Forschungsgruppe “Male Germ Cells”, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird und bereits seit 2017 die Ursachen männlicher Infertilität untersucht. Erstautorinnen der Publikation sind Dr. Lara Marie Siebert-Kuss, ehemals Doktorandin am CeRA bei Dr. Laurentino und Dr. Neuhaus, und Verena Dietrich, ehemalige wissenschaftliche Mitarbeiterin des Instituts für Medizinische Informatik der Universität Münster.
Dr. Sandra Laurentino
Universtät Münster | Universitätsklinikum Münster
Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie
E-Mail: Sandra.Laurentino@ukmuenster.de
Siebert-Kuss LM, Dietrich V, Di Persio S, Bhaskaran J, Stehling M, Cremers JF, Sandmann S, Varghese J, Kliesch S, Schlatt S, Vaquerizas JM, Neuhaus N, Laurentino S. Genome-wide DNA methylation changes in human spermatogenesis. Am J Hum Genet. 2024 Jun 6;111(6):1125-1139. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2024.04.017
https://www.medizin.uni-muenster.de/cera/ Centrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie
Criteria of this press release:
Journalists
Medicine
transregional, national
Research results
German
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