Die Eizellenreifung ist ein komplexer biologischer Prozess, der für die Fruchtbarkeit entscheidend ist. Forschende der Universität Konstanz haben das Protein 4E-T als zentralen Regulator identifiziert, der die jahrelange Pausierung der Eizellenreifung steuert. Durch Experimente mit Eizellen von Fröschen und Mäusen konnten sie nachweisen, dass dieses Protein die Übersetzung von Boten-RNAs in Proteine unterdrückt. Mutationen im 4E-T-Gen werden beim Menschen mit vorzeitiger Ovarialinsuffizienz und Fruchtbarkeitsstörungen in Verbindung gebracht. Die Erkenntnisse helfen, Störungen der Eizellenreifung besser zu verstehen und könnten neue Ansätze für die Behandlung von Fruchtbarkeitsproblemen liefern.
Protein 4E-T steuert Pausierung der Eizellenreifung
Die Befruchtung einer Eizelle durch ein Spermium ist das zentrale Ereignis unserer Fortpflanzung. Der komplexe Reifungsprozess einer Eizelle beginnt bereits im weiblichen Embryo, pausiert nach der Geburt und setzt erst in der Pubertät wieder ein.
Bemerkenswert ist, dass in ausgewachsenen unreifen Eizellen kaum Transkription stattfindet. Bei der Wiederaufnahme der Reifung muss die Eizelle auf einen Vorrat an mRNAs zurückgreifen, der vor der Pausierung angelegt wurde.
Molekulare Mechanismen entschlüsselt
„Wie genau bei Wirbeltieren die Übersetzung dieses Vorrats an mRNAs in Proteine teils über Jahre hinweg unterdrückt und damit die Pausierung der Eizellenreifung aufrechterhalten wird, war bisher wenig bekannt“, erklärt Thomas Mayer, Molekulargenetiker am Fachbereich Biologie der Universität Konstanz.
In einer aktuellen Studie im Fachmedium Nature Communications haben Mayer und sein Team gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus Konstanz und Göttingen ein Protein identifiziert, das bei der Aufrechterhaltung des Pausenzustands der Eizellen eine zentrale Rolle spielt: den sogenannten Translationsrepressor 4E-T.
Experimente zeigen entscheidende Funktion
In Experimenten mit Eizellen von Fröschen und Mäusen konnten die Forschenden nachweisen, dass die Entfernung des 4E-T-Proteins ausreicht, um die Pausierung des Reifeprozesses aufzuheben.
„Der Verlust des Proteins 4E-T während der Reifungspause führt zu einer breiten Hochregulierung der Übersetzung von mRNAs in die zugehörigen Proteine.“
Prof. Dr. Thomas Mayer, Molekulargenetiker am Fachbereich Biologie der Universität Konstanz
„Zusammen mit Florian Stengel, einem Experten für Massenspektrometrie an der Universität Konstanz, konnten wir nachweisen, dass darunter auch wichtige Regulatoren des Reifungsprozesses sind, die – einmal aktiviert – die nächsten Schritte der Eizellenreifung einleiten“, berichtet Mayer.
Relevanz für die Fruchtbarkeit
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler identifizierten zudem wichtige Interaktionspartner von 4E-T, besonders das eizellenspezifische RNA-bindende Protein PATL2. Die Interaktion dieser beiden Proteine bildet vermutlich den Kern eines großen Netzwerks aus Proteinen, das die Translation von mRNAs unterdrückt.
Beim Menschen werden Mutationen des 4E-T-Gens interessanterweise mit vorzeitiger Ovarialinsuffizienz in Verbindung gebracht – einem ungewöhnlich frühen Eintritt der Menopause, der mit Fruchtbarkeitsstörungen einhergehen kann. Die Studienergebnisse tragen dazu bei, solche Störungen der Eizellenreifung künftig besser zu verstehen.
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Originalpublikation: Heim A, Cheng S, Orth J et al. Translational repression by 4E-T is crucial to maintain the prophase-I arrest in vertebrate oocytes. Nat Commun 2025; 16: 8051
Quelle: Pressemitteilung der Universität Konstanz vom 29.08. Eizellen im Dornröschenschlaf
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