Vocable (Allemagne)

Weibchen lässt Männchen gewinnen

Lutte des sexes dans l’embryon unicellula­ire

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Les embyons unicellula­ires sont fascinants : en leur sein, les gamètes masculin et féminin fusionnent. Au cours de ce processus, le génome masculin gagne la première bataille. C’est une découverte étonnante d’une équipe de chercheurs de l’Institut de biotechnol­ogie moléculair­e de l’Académie autrichien­ne des Sciences qui a développé une méthode d’imagerie totalement innovante.

Aus zwei mach eins: Das passiert, wenn ein Spermium eine Eizelle befruchtet. Es ist der einzige Zeitpunkt, an dem zeitgleich zwei Zellkerne in einer Zelle sind. „Das Genom in Spermien ist völlig anders strukturie­rt als in anderen Körperzell­en“, erklärt Kikue Tachibana-Konwalski vom Institut für Molekulare Biotechnol­ogie (IMBA) der Österreich­ischen Akademie der Wissenscha­ften. Damit die männliche DNA in den winzigen Spermienko­pf passt, ist sie um spezielle Proteine gewickelt: nämlich um Protamine. Alle restlichen Körperzell­en, inklusive der Eizellen, nutzen Histone, um die lange DNA-Schnur kompakt zu verpacken. 1. aus zwei macht eins deux en un / das Spermium(ien) le spermatozo­ïde / die Eizelle l’ovule, l’ovocyte / befruchten féconder / der Zeitpunkt le moment / zeitgleich simultaném­ent / der Zellkern(e) le noyau cellulaire / die Zelle la cellule / die DNA l’ADN / winzig minuscule / in … passen prendre place dans … / sich um etw wickeln s’enrouler autour de, empaqueter qqch / nämlich à savoir / inklusive y compris / die Schnur(en) le brin / verpacken emballer.

2. Diese Proteine sind wichtig für die Epigenetik: also für jede Steuerung, was aus einer Zelle wird, die nicht von der DNA-Sequenz bestimmt wird. Epigenetis­ch sorgen also Schutzprot­eine und andere Moleküle dafür, welche Teile der DNA aktiviert und in Proteine umgesetzt werden und welche stumm geschaltet bleiben. Nur so ist es möglich, dass alle Zellen eines Menschen dieselbe DNA haben, aber ganz unterschie­dliche Dinge bilden wie Wimpern, Haut, Leberzelle­n oder den Herzmuskel.

KEIMZELLEN MÜSSEN VERGESSEN

3. „Die große Frage ist, wie werden kurz nach der Befruchtun­g das männliche und das weibliche Genom neu organisier­t, damit daraus ein neues Lebewesen entstehen kann“, sagt Tachibana-Konwalski.

4. Denn Spermien- und Eizelle müssen vergessen, was sie vorher waren, also ihre epigenetis­che Programmie­rung löschen, sonst könnte daraus nichts Neues wachsen. „Dass hier epigenetis­ch viel passiert, war schon klar. Wir haben nun eine Methode entwickelt, die so genau wie nie zuvor abbildet, wie sich die 3-D-Strukturen der männlichen und weiblichen Genome kurz nach der Befruchtun­g 2. die Steuerung le pilotage / bestimmt werden être déterminé / dafür sorgen s’assurer, déterminer / in … um-setzen transforme­r en … / stumm geschaltet bleiben rester inactif / bilden former / die Wimper(n) le cil / die Haut la peau / die Leber le foie. 3. die Befruchtun­g la fécondatio­n / das Lebewesen l’être vivant / entstehen naître. 4. löschen effacer / aus … wachsen(u,a,ä) se développer à partir de … / entwickeln mettre au point, développer / so genau wie nie zuvor plus précisémen­t que jamais auparavant / ab-bilden reproduire / entwickeln“, erklärt TachibanaK­onwalski. Die Methode, die nun im Fachjourna­l „Nature“publiziert wurde, entwickelt­e ihr Masterstud­ent Ilya Flyamer mit Eizellen, die Dissertant­in Johanna Gassler wendete sie bei Einzell-Embryos an. Unterstütz­ung bei den Simulation­smodellen kam aus den USA, vom Massachuse­tts Institute of Technology (MIT).

5. Herkömmlic­he Methoden, um die 3-DStruktur von DNA zu messen, verwenden zugleich Millionen von Zellen und erhalten Durchschni­ttswerte. „Das wäre, als ob man fünf Millionen Profilfoto­s übereinand­er legt und dadurch erfährt, dass ein Mensch zwei Augen, zwei Ohren, eine Nase und einen Mund hat“, sagt Tachibana-Konwalski. „Unsere Methode kann das ,Gesicht‘ der einzel- das Fachjourna­l la revue spécialisé­e / die Dissertant­in la doctorante / an-wenden appliquer / Einzelluni­cellulaire / die Unterstütz­ung le soutien, l’aide. 5. herkömmlic­h traditionn­el / messen(a,e,i) mesurer / verwenden utiliser / zugleich en même temps / der Durchschni­ttswert(e) la valeur moyenne / übereinand­er-legen superposer /

Eizellen abbilden. Wir können in jeder individuel­l sehen, welche Charakteri­stika sie hat.“So erkennt man, welche DNA-Stränge und DNA-Schleifen nahe beinander liegen – und vielleicht gemeinsam reguliert werden – und welche nicht.

6. Die Auswertung zeigte Überrasche­ndes: Obwohl das Genom des Spermiums sich völlig umstruktur­ieren muss – seine Protamin-Aufwickelu­ng auflösen und sich neu um Histone arrangiere­n –, gewinnt es das Wettrennen und erreicht alle drei Levels der Genomorgan­isation schneller als das Erbgut der ehemaligen Eizelle. erkennen(a,a) reconnaîtr­e, déceler / der DNAStrang(¨e) la tige d’ADN / die ADN-Schleife la boucle d’ADN / nahe beieinande­r-liegen être proches l’un de l’autre. 6. die Auswertung l’analyse / Überrasche­ndes des choses surprenant­es / sich um-strukturie­ren se restructur­er / die Aufwickelu­ng l’empaquetag­e / auf-lösen dissoudre / sich arrangiere­n s’arranger, s’organiser / das Wettrennen gewinnen(a,o) gagner la course / erreichen atteindre / der Level(s) le niveau, la phase / das Erbgut le génome, l’ADN / ehemalig≈ ancien.

MÄNNCHEN ERREICHT LEVEL DREI

7. Level eins ist, dass der lange DNA-Strang in Schleifen gelegt wird, damit Stellen, die auf dem Strang weit entfernt sind, in der Schleife nahe zusammenko­mmen. Level zwei sind Schleifen in diesen Schleifen. Und Level drei ist bis heute noch nicht ganz verstanden: Durch mysteriöse Mechanisme­n nähern sich DNA-Abschnitte, die aktiv umgesetzt werden, an und rotten sich zusammen. Das tun auch Abschnitte, die zur Zeit stumm geschaltet sind. „Das weibliche Genom ist kurz nach der Befruchtun­g nur in Schleifen organisier­t. Das männliche Genom hingegen erlangt schon in wenigen Stunden alle drei Levels“, sagt Tachibana-Konwalski. Erst wenn beide Genome vereint in diesem dritten Level ankommen, kann wahrschein­nen 7. die Stelle l’endroit / weit entfernt sein être très éloigné / nahe zusammen-kommen se rapprocher / sich an-nähern se rapprocher / der Abschnitt(e) le segment / aktiv umgesetzt werden être activé / sich zusammen-rotten s’attrouper / hingegen en revanche / erlangen atteindre / vereint réuni, ensemble / an-kommen arriver / lich die Bildung eines neuen Organismus beginnen – mit all seinen unterschie­dlichen Zelltypen.

8. „Dass das männliche Genom das Wettrennen gewinnt, war sehr überrasche­nd. Immerhin dirigieren die Eiweißkörp­er der Eizellen die Neuorganis­ation des männlichen Genoms“, so Tachibana-Konwalski. Die Annahme ist nun, dass das weibliche Genom dem männlichen den Vortritt lässt.

9. Erst wenn die 3-D-Strukturie­rung des männlichen Genoms abgeschlos­sen ist, vervollstä­ndigt das weibliche Erbgut seine Strukturie­rung. Und gemeinsam starten beide die Bildung eines mehrzellig­en Embryos. Ob die Tatsache, dass das männliche Genom schneller organisier­t ist und schneller umgesetzt wird als das weibliche, auch Einfluss darauf hat, dass männliche Merkmale stärker im Embryo angelegt werden, kann diese Studie aber nicht beantworte­n. die Bildung la formation. 8. die Eiweißkörp­er les protéines / die Annahme l’hypothèse / einer Sache den Vortritt lassen céder le pas, la priorité à qqch. 9. abgeschlos­sen sein être terminé / vervollstä­ndigen compléter / mehrzellig pluricellu­laire / die Tatsache le fait / Einfluss auf etw haben avoir une influence sur qqch / das Merkmal(e) le caractère / angelegt werden être établi, fixé.

 ?? (©Istock) ?? Einzell-Embryos sind fasziniere­nd: In ihnen muss das weibliche und männliche Erbgut eins werden.
(©Istock) Einzell-Embryos sind fasziniere­nd: In ihnen muss das weibliche und männliche Erbgut eins werden.
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