So seltsam es auch klingen mag, aber wenn es um die Qualität der Spermien geht, könnte das "weibliche" Chromosom den Ausschlag geben.
X ist der Schlüssel zur männlichen Fruchtbarkeit
Unfruchtbar? Schuld ist die Mutter
Von Neil Osterweil Aus dem Arztarchiv
16. Juli 2001 -- Der Dichter Alexander Pope erklärte berühmt, dass "die eigentliche Studie der Menschheit der Mensch ist". Aber was genau ein Mensch ist, hängt von der Definition ab, die man wählt. Krieger? Nicht mehr ausschließlich eine männliche Rolle. Anführer? Ja, aber auch Frauen sind Anführerinnen. Jäger und Sammler? Tut mir leid, Jungs, wie es in der alten Fernsehwerbung hieß, können Frauen den Speck mit nach Hause bringen und ihn in der Pfanne braten.
Bleibt also nur noch die Biologie. Zum Glück können wir uns immer noch auf die alten Geschlechtschromosomen, Frau X und Herr Y, verlassen, nicht wahr? Sicher, auf dem X-Chromosom befinden sich fast 3.000 Gene, auf dem Y-Chromosom dagegen nur zwei oder drei Dutzend. Aber man braucht trotzdem ein Y, um einen Mann zu zeugen, oder? Technisch gesehen, ja, aber selbst hier scheint es Unstimmigkeiten zu geben.
Die Geheimnisse der Männlichkeit
Das Humangenomprojekt gibt allmählich einige überraschende Hinweise auf die Rolle, die das Y-Chromosom im Laufe der Zeit gespielt hat, und jetzt gibt es Hinweise darauf, dass auch das X-Chromosom eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Spermien spielen könnte. Laut Dr. Jeremy Wang vom Whitehead Institute for Biomedical Research in Cambridge, Massachusetts, könnte es sich bei einigen Fällen männlicher Unfruchtbarkeit um Störungen handeln, die mit dem X-Chromosom zusammenhängen und von der Mutter auf den Sohn übertragen werden.
"Das ist wie Farbenblindheit oder Hämophilie - das sind X-chromosomale Störungen; der Defekt wird von der Mutter weitergegeben. Es ist also möglich, dass die männliche Unfruchtbarkeit von der Mutter vererbt wird. Die Mutter hat ein defektes Gen, das andere befindet sich auf dem Y-Typ [der von den Spermien des Vaters beigesteuert wird], und es könnte an ihren Sohn weitergegeben werden, und ihre Söhne sind unfruchtbar", sagt Wang, ein Postdoktorand im Labor von David Page, MD, Professor für Biologie am Massachusetts Institute of Technology und Forscher am Howard Hughes Medical Institute am Whitehead, das mit dem MIT verbunden ist.
Page und seine Kollegen haben Gen-Detektiv gespielt und die 300 Millionen Jahre alte Geschichte des Y-Chromosoms auf der Suche nach Hinweisen auf die Geheimnisse von Männlichkeit, Fortpflanzung und Unfruchtbarkeit durchforstet, und was sie gefunden haben, reicht aus, um das herkömmliche Denken über das Geschlecht und den Beitrag von Mutter und Vater auf den Kopf zu stellen.
X und Y: Von damals bis heute
Für diejenigen, die in Genetik 101 ein wenig eingerostet sind, könnte eine kurze Wiederholung angebracht sein. Jede normale Zelle im menschlichen Körper hat 46 Chromosomen: 22 Autosomenpaare - "normale" Chromosomen, die bei Männern und Frauen identisch sind - und zwei Geschlechtschromosomen. Frauen haben zwei X-Chromosomen, Männer ein X- und ein Y-Chromosom, und das reicht in der Regel aus, um den Unterschied auszugleichen.
Aber vor 300 Millionen Jahren, als unsere Vorfahren noch auf ihren Bäuchen durch Sümpfe krochen, gab es noch keine Geschlechtschromosomen.
"Es stellt sich heraus, dass X und Y einmal dasselbe waren. Sie waren die beiden Mitglieder eines ganz normalen Autosomenpaares", sagte Page kürzlich auf einem Whitehead-Seminar. "Ich behaupte, dass wir vor 300 Millionen Jahren, als wir noch Reptilien waren, Männchen und Weibchen hatten, dass wir als Männchen und Weibchen existierten. Die Männchen machten Spermien, die Weibchen machten Eier, aber wir hatten keine Geschlechtschromosomen, wir hatten nur gewöhnliche Chromosomen, und unser Geschlecht wurde wahrscheinlich - ob wir uns als Reptilienembryo als Männchen oder Weibchen entwickelten - durch die Temperatur bestimmt, bei der wir als Ei bebrütet wurden."
Seitdem hat sich die menschliche Rasse jedoch evolutionär hochgearbeitet, und es scheint, dass die Gene, die die Spermatogenese - die Bildung von Spermien - steuern, für die Spezies so wichtig geworden sind, dass sie immer wieder kopiert und von den Autosomen in die "neu" geschaffenen Geschlechtschromosomen verlagert wurden.
"Sie begannen mit einem Ur-Gen in Fliegen und Würmern, das für die Spermatogenese erforderlich war. Das wurde dann in höheren Tieren dupliziert. Und dann, vor sehr kurzer Zeit, gab es bei den Affen der Alten Welt und beim Menschen eine Verdoppelung auf dem Y, und das Y-Gen selbst wurde mehrfach verdoppelt", sagt Dr. Steven A. Wassermen, Professor für Biologie an der University of California in San Diego. "Was insbesondere beim Menschen passiert zu sein scheint, ist, dass man diese Gene auf das Y-Chromosom verschoben hat, die für die Spermatogenese verantwortlich sind und daher der sexuellen Selektion unterliegen.
Girl Power
Laut Page wird etwa die Hälfte der Gene auf dem Y-Chromosom bei der Herstellung von Spermien in den Hoden exprimiert, das heißt, sie werden aktiv.
"Es hat sich herausgestellt, dass dies eine medizinische Konsequenz hat", sagt Page. "Es hat sich herausgestellt, dass die häufigste bekannte Ursache für spermatogenes Versagen, für männliche Unfruchtbarkeit, die Deletion ist, also das Fehlen eines Teils des Y-Chromosoms. Es gibt verschiedene Teile des Y-Chromosoms, [und] wenn einer dieser Abschnitte ausfällt, wird die Spermienproduktion eingestellt. Dies sind häufige Ursachen für das Versagen der Spermatogenese in menschlichen Populationen."
Aber jetzt kommt der Knackpunkt, der einige zerbrechliche männliche Egos verletzen könnte, sagt Wang: Es stellt sich heraus, dass das Y-Chromosom nur ein Teil der Geschichte ist. Er entdeckte, dass das X-Chromosom bei Mäusen und Männern etwa 10 Gene zu tragen scheint, die für die Produktion primitiver Zellen im sich entwickelnden Embryo wichtig sind, die später über die Spermienproduktion oder deren Fehlen entscheiden werden. Das sind etwa drei spermienbildende Gene auf dem "weiblichen" Chromosom für jedes Gen auf dem männlichen.
"Das verändert unsere Denkweise: Früher dachte jeder auf diesem Gebiet, dass das Y-Chromosom eine sehr wichtige Rolle bei der Spermatogenese spielt, wenn nicht sogar ein Monopol hat, aber niemand dachte an das X-Chromosom", erklärt Wang dem Arzt. "Diese Erkenntnisse ändern das völlig: Das X-Chromosom spielt nicht nur eine Rolle, es sieht so aus, als ob es die wichtigste Rolle spielt."
All dies mag zwar etwas kontraintuitiv sein, ist aber eigentlich eine gute Nachricht, denn es eröffnet neue Wege für die Forschung, sagt ein Forscher, der sich auf männliche Unfruchtbarkeit spezialisiert hat.
"Die genetische Forschung befindet sich noch in den Anfängen, egal mit welcher Krankheit man es zu tun hat, und Unfruchtbarkeit ist auch ein Krankheitszustand", sagt Dr. Erol Olen, Leiter der Abteilung für männliche Unfruchtbarkeit und sexuelle Dysfunktion am New England Medical Center in Boston. "Im Moment geht es mehr um die Aufklärung, darum, die Patienten wissen zu lassen, dass es angesichts Ihrer Gene sehr unwahrscheinlich ist, dass wir die Spermien wiederherstellen können, wenn wir irgendeine Art von Eingriff vornehmen. Aber im Idealfall können wir in Zukunft sagen: 'Nun, diese Gene scheinen keine Signale zu produzieren, und wenn wir Ihnen dieses oder jenes geben und sie irgendwie anschalten können, können wir vielleicht die Spermatogenese auf diese Weise steigern."
