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Fortpflanzung : Kein Bedarf mehr an Männern?

  • -Aktualisiert am

Per Gentrick brauchen Mäuse keinen Mäuserich zur Vermehrung Bild: dpa

Nachwuchs auch ohne Befruchtung: Forscher der Universität Tokio liefern mit Mäusen den Beweis, daß Jungfernzeugungen auch bei Säugetieren möglich sind.

          3 Min.

          Männer, seid auf der Hut. Diese Warnung kommt einem spontan in den Sinn, wenn man die neuen Forschungsergebnisse einer Arbeitsgruppe aus Japan und Korea liest. Den Wissenschaftlern um Tomohiro Kono von der Tokio-Universität für Landwirtschaft in Setagaya-ku ist es gelungen, Mäusen durch sogenannte Jungfernzeugung zum Nachwuchs zu verhelfen. Bei dem wissenschaftlich als Parthenogenese bezeichneten Vorgang entsteht ein Embryo, ohne daß die Eizelle zuvor mit einer Samenzelle befruchtet wird. Die asiatische Arbeitsgruppe hat jedenfalls, wie in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ (Bd. 428, S. 809 u. 860) berichtet wird, zwei völlig vaterlose Mäuse herangezüchtet. Eines der Tiere ist sogar fruchtbar.

          Jungfernzeugung ist in der Natur alles andere als eine Rarität. Man findet sie im Pflanzenreich und bei den meisten Tiergruppen. Manche Insekten und Reptilien zum Beispiel können sich auf diese Weise vermehren. Die große Ausnahme stellen Säugetiere dar. Bei ihnen, so glaubte man bisher, sei das männliche Geschlecht für die Fortpflanzung unverzichtbar. Zwar ist es im Experiment gelungen, unbefruchtete Eizellen zum Wachstum anzuregen. Die daraus hervorgegangenen Embryonen entwickelten sich aber nicht weiter.

          Eingriff ins Imprinting

          Säugetierzellen enthalten einen doppelten Satz von Genen. Einer stammt von der Mutter und einer vom Vater. Die einzelnen Gene sind aber nicht immer gleichberechtigt. Von manchen wird nur die mütterliche Ausfertigung in Eiweiß übersetzt, von anderen nur die väterliche. Dafür sorgt ein molekularer Stempel, der ihnen während der Entwicklung der Geschlechtszellen aufgedrückt wird - ein als genomische Prägung oder Imprinting bezeichneter Vorgang. Die Kennzeichnung kommt durch Methyl-Gruppen zustande, die in der Umgebung des Gens angeheftet werden. An diesem Stempel erkennt die Zelle später, welche Ausführung eines Gens sie nutzen soll, die des Vaters oder die der Mutter.

          Gerade in der genomischen Prägung sehen die Biologen einen wichtigen Grund dafür, daß die Jungfernzeugung bei Säugern normalerweise blockiert ist. Das wird an zwei Genen deutlich, mit denen sich auch die Forscher aus Japan und Korea auseinandersetzen mußten. Bei einer dieser Erbanlagen, Igf2, dominiert der väterliche Einfluß. Eine in seiner Nachbarschaft angebrachte Methyl-Gruppe legt ein Steuerungselement (DMD) lahm, das die Aktivierung des Gens verhindern würde. Dadurch kann ein Verstärkerelement wirksam werden - das "männliche" Gen tritt in Aktion. Auf dem entsprechenden mütterlichen Genabschnitt indessen bleibt die Blockade wegen des fehlenden Stempels bestehen. Beim anderen Gen, H19, sind die Verhältnisse genau umgekehrt. Abgelesen wird nur die von der Mutter stammende Kopie. Dieses Gen steht ebenfalls unter der Kontrolle von DMD.

          Eizellen einer neugeborenen Maus verwendet

          Bei früheren Experimenten mit parthenogenetisch erzeugten Mausembryonen haben die Forscher gelernt, daß väterlich geprägte Gene wie Igf2 vor allem für die Ausbildung des den Embryo umgebenden Nährgewebes, die Plazenta, zuständig sind. Fehlt der väterliche Einfluß, geht der Embryo kurz nach der Einnistung zugrunde. Alle Versuche, Mäuse aus Eizellen mit ausschließlich mütterlichem Erbgut zu züchten, schlugen daher fehl. Die mütterlich geprägten Gene wie H19 hingegen werden für das Wachstum des eigentlichen Embryos benötigt.

          Die Forscher um Kono arbeiten schon lange mit einem raffinierten Trick. Sie fügen zum einfachen Chromosomensatz einer reifen Mäuse-Eizelle einen Chromosomensatz hinzu, der aus einer Eizelle einer neugeborenen Maus stammt. Der zweite Satz trägt noch nicht die geschlechtsabhängigen Stempel, so daß auch Gene abgelesen werden, die sonst nur bei väterlicher Prägung aktiviert würden. Auf diese Weise konnte die Überlebenszeit der Embryonen deutlich erhöht werden.

          Nur zwei Mäuse aus 457 Eizellen

          Der jüngste Durchbruch ist den Forschern mit einem zusätzlichen Kniff gelungen. Als Lieferanten für den zweiten Chromosomensatz nutzen sie junge weibliche Mäuse, bei denen das Gen H19 und das Steuerungselement DMD ausgefallen sind. Die Überlegung war, daß wegen des defekten Steuerungselementes das Ablesen des Gens Igf2 nicht behindert sein sollte - ebenso, als ob es sich um Erbgut des Vaters handelte. Der Chromosomensatz der reifen Eizelle hingegen sollte für die Synthese des H19-Proteins sorgen.

          Das genetische Puzzlespiel war tatsächlich von Erfolg gekrönt. Offenbar wirkte die Aktivierung der beiden Gene als Initialzündung für das Ablesen weiterer genomisch geprägter Erbanlagen. Frustration dürfte es dennoch zur Genüge gegeben haben. Denn aus insgesamt 457 Eizellen mit ausschließlich mütterlichem Erbgut, die mühsam hergestellt worden waren, gingen letztlich nur zwei Mäuse hervor. Warum die Natur der Jungfernzeugung bei Säugetieren einen so massiven Riegel vorgeschoben hat, ist für die Wissenschaft noch ein Rätsel. Für die Männerwelt besteht jedenfalls kein Anlaß zur Sorge: Echte Väter wird es auch künftig noch geben.

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