Seit einem Jahrzehnt dringen Wissenschaftler in die Grenzen des Ursprungs der beiden Hälften vor. Dank der induzierten pluripotenten Stammzellentechnologie ist es jetzt möglich, Hautzellen von Mäusen abzukratzen und in funktionale Spermien- oder Eizellen umzuwandeln, aus denen gesunde Welpen von zwei Müttern oder Vätern geboren werden. Die Rezeptur könnte sogar den Weg für Nachkommen alleinerziehender Eltern öffnen – zumindest bei Mäusen. Ein Grund dafür ist laut Dr. Mitinori Saitou von der Universität Kyoto die chemischen „Tags“, die zusammen als das Epigenom bekannt sind und steuern, wann bestimmte Gene ein- oder ausgeschaltet werden. Wie ein Konto führen diese Tags eine Art Gedächtnis in frühen reproduktiven Zellen. Damit sich Zellen schließlich zu Spermien oder Eizellen entwickeln können, müssen diese Gedächtnisse gelöscht werden. In diesem Monat entwickelte Saitous Team ein Rezept, um genau das zu tun. Ausgehend von primitiven Keimzellen – einem Zelltyp, der sich schließlich in entweder Spermien oder Eizellen entwickelt – fügten sie eine einzelne Protein-Zutat hinzu, die ihr Wachstum weiter vorantrieb, indem sie ihre chemischen Gedächtnisse löschten. „Unsere Studie stellt einen grundlegenden Fortschritt in unserem Verständnis der menschlichen Biologie und der Prinzipien hinter der epigenetischen Reprogrammierung beim Menschen dar“, sagte Saitou in einer Pressemitteilung. Es sei auch „einen echten Meilenstein“ bei der Erzeugung von Spermien und Eizellen im Labor, was potenziell Paaren mit Fruchtbarkeitsproblemen helfen könnte.
Epigenetische Tags steuern, wie unsere Gene exprimiert werden. Stellen Sie sich die Doppelhelix der DNA vor. Dann stellen Sie sich kleine chemische „Pins“ vor, die in die Struktur gesteckt werden. Diese Pins blockieren leicht die Transkription unserer genetischen Blaupause in biologische Nachrichten – mach dieses Protein, nicht jenes. Das mag wie eine heimtückische Absicht klingen, aber epigenetische Tags sind grundlegend für unseren Körper. Die meisten unserer Zellen haben dieselbe DNA – es ist die Expression dieser DNA, die ihnen ermöglicht, sich in unterschiedliche Gewebe und Organe zu verwandeln und biologische Prozesse zu lenken. Je nachdem, wo und welche Tags der Doppelhelix hinzugefügt werden, schalten einige ganze Gene ab – manchmal lebenslang. Doch Epigenetik wird zu einem Hindernis, wenn man Gameten – Ei- oder Spermazellen – in einer Petrischale heranzieht. Die sogenannte in-vitro-Gametogenese ermöglicht es Wissenschaftlern, genauer zu untersuchen, wie Gameten sich entwickeln und potenziell Paaren mit Fruchtbarkeitsproblemen helfen können.
Die Zukunft der Fortpflanzungsmedizin steht vor bahnbrechenden Entwicklungen!