Das Verhalten von Samenzellen ist teilweise auf die individuelle DNA-Zusammensetzung dieser Zellen zurückzuführen und nicht nur auf die Genetik von Männern, findet ein Team von Wissenschaftlern. Ihre Ergebnisse, die ein neues Verständnis der Konkurrenz zwischen Samenzellen um die Befruchtung der Eizelle liefern, haben größere Auswirkungen auf den Fortpflanzungsprozess.
Die Studie, die sich auf das Schwimmverhalten von Spermien konzentriert, ist die erste, die einen direkten Effekt der Mutation auf das Spermienverhalten feststellt, und legt nahe, dass die Entwicklung und Anwendung von Screenings auf der Grundlage des Spermienverhaltens die Qualität der Genetik, die sie tragen, verbessern kann.
„Bisher war die vorherrschende Ansicht, dass diese Variation im Schwimmverhalten eher die allgemeine Genetik des Mannes als die variable Genetik der einzelnen Samenzellen widerspiegelt“, erklärt Richard Borowsky, emeritierter Professor am Department of Biology der NYU und leitender Autor von das Papier, das in der Zeitschrift erscheint Wissenschaftliche Berichte. „Diese Studie zeigt erstmals, dass genetische Unterschiede das Schwimmverhalten von Spermien direkt beeinflussen können.“
Dieses umfassendere Verständnis, fügt er hinzu, könnte zusätzliches Wissen über die Auswirkungen abnormaler Spermien auf die Nachkommen, insbesondere Geburtsfehler, liefern.
Die Arbeit, an der Haining Chen, ein Doktorand der NYU zum Zeitpunkt der Studie und jetzt an der Westlake University in Hangzhou, China, beteiligt war, konzentrierte sich speziell auf Spermien in männlichen Fischen Astyanax mexicanus Höhlenfisch. Es verglich die Samenzellen in normalen Fischen mit denen von Fischen, deren Spermienproduktion künstlich verändert worden war. Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, Verhaltens- und morphologische Merkmale zu identifizieren, die möglicherweise die Chancen der Spermien im Rennen um die Befruchtung der Eizelle verändern.
Ihre Ergebnisse zeigten keinen Unterschied in der Flagellenlänge – dem haarähnlichen Fortsatz, der sie antreibt, wenn sie auf das Ei zu schwimmen – zwischen den normalen und mutierten Proben. Es gab jedoch eine größere Variabilität in der Geschwindigkeit oder Schwimmgeschwindigkeit der mutierten Proben im Vergleich zu den normalen – was bedeutet, dass die mutierten Proben in vielen Fällen mit niedrigeren und schnelleren Geschwindigkeiten schwammen als die normalen. Insgesamt sind zwar beide Arten von Spermien vorhanden erschien ähnlich, ihr Verhalten ist sehr unterschiedlich und in entscheidenden Phasen.
Die Ergebnisse bieten zusätzliche Einblicke in die Natur der Fortpflanzung.
Es ist seit langem bekannt, dass Spermien von verschiedenen Männchen aufgrund der genetischen Unterschiede zwischen den Männchen in ihren Eigenschaften variieren. Diese Studie stellte fest, dass sich verschiedene Spermien desselben Mannes in ihren Eigenschaften unterscheiden, weil sie sich in ihrer genetischen Fracht unterscheiden.
Mehr Informationen:
Mutagenese verändert die Schwimmgeschwindigkeit der Spermien bei Astyanax-Höhlenfischen Wissenschaftliche Berichte (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-22486-5