Wie findet ein Spermium die Eizelle? Auf diese Frage fanden Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich neue Antworten. Mit besonderen Techniken konnten sie beobachten, was in den ersten Millisekunden geschieht, wenn ein Spermium mit dem Lockstoff in Kontakt kommt, der von der Eizelle abgesondert wird. Die Biophysiker fanden heraus, dass schon ein einziges Lockstoff-Molekül ausreicht, um die Signalkette in Spermien in Gang zu setzen. Eine ähnlich hohe Empfindlichkeit ist bislang nur von Sehzellen bekannt, die durch ein einziges Lichtquant erregt werden können.
Eizellen setzen chemische Lockstoffe frei, um Spermien anzulocken. Die Spermien orientieren sich an dem Lockstoffgradienten, der die Eizelle umgibt, und sind so in der Lage, die Eizelle aufzuspüren. Die Steuerung des Schwimmverhaltens von Spermien durch einen chemischen Reiz "Chemotaxis" beobachtet man bei einfachen Meerestieren bis hin zum Menschen.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Konzentration des Botenstoffs cyclo GMP sehr schnell ansteigt, nachdem die Spermien mit dem Lockstoff gereizt wurden. Der Botenstoff cyclo GMP bewirkt, dass sich ein Ionenkanal - eine mikroskopisch kleine Pore in der Zellmembran - öffnet und Calciumionen in das Zellinnere des Spermiums strömen. In Abwesenheit des Lockstoffs schlägt der Spermien-Schwanz regelmäßig und treibt die Zelle auf einer spiralförmigen Schwimmbahn vorwärts. Unter einem Mikroskop verfolgten die Forscher, wie die Spermien ihre Schwimmbewegung ändern, wenn sie mit dem Lockstoff in Berührung kommen. Nachdem das Calcium in die Zelle eingeströmt ist, schlägt der Spermien-Schwanz asymmetrischer, und die Spermien führen Wendemanöver durch. Letztlich sammeln sich die Spermien an der Lockstoff-Quelle.
Wanc 04.03