Degeneration väterlicher Mitochondrien in Krallenaffen-Embryonen

• Applicant: Dr. Craig Marc Luetjens
• Subject Area: Dermatology
• Term: from 2002 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5388408

Während der Befruchtung einer Säugeroozyte werden die Mitochondrien des Spermiums in das Zygotenzytoplasma integriert. In Verlauf der ersten Teilungsschritte verschwinden jedoch die paternalen Mitochondrien und lediglich die maternalen Mitochondrien verbleiben im sich differenzierenden Embryo. Obwohl die Mechanismen, die diesen Vorgang steuern, bisher unbekannt sind, hängt das Entwicklungspotential menschlicher Embryonen eng mit deren Fähigkeit, paternale Mitochondrien abzubauen, zusammen. Daher sollen in dieser Studie die Ursachen der Degeneration der paternalen Mitochondrien im Primatenembryo untersucht werden. Die effiziente Oozytengewinnung und die anschließende in-vitro Kultivierung von Krallenaffen-Oozyten und -Embryonen ist in unserem Labor bereits etabliert. Das Schicksal der paternalen Mitochondrien im Embryo wird im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen. Unter Verwendung immunozytochemischer Verfahren und digitaler Fluoreszenzmikroskopie werden wir den Zeitpunkt und die Ursachen des Abbaus der Mitochondrien untersuchen. Nach derzeitigem Kenntnisstand vollzieht sich der mitochondriale Abbau während der ersten Furchungsteilungen. Zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Befruchtung werden daher die Mitochondrien von fixierten Embryonen auf ihren Gehalt an apoptotisch relevanten Proteinen (z.B. Cytochrom c und APAF-1) untersucht. In begleitenden Experimenten mit lebenden Embryonen werden die paternalen Mitochondrien mit einem speziellen Fluorophor markiert, der abhängig von der Membranpolarisation aufgenommen wird. Hierdurch wird eine Unterscheidung zwischen paternalen mit maternalen Mitochondrien möglich. Folglich kann zu verschiedenen Zeitpunkten die strukturelle Integrität der paternalen Mitochondrien bestimmt werden. Die Ergebnisse des Projektes werden Auswirkungen auf paternal vererbte Krankheiten und deren Behandlung haben. Außerdem können sie zu neuen Ansätzen bei der assistierten Reproduktion führen, wie zum Beispiel zu einer gezielteren Selektion von geeigneten Spermien für IVF oder ICSI.

• DFG Programme: Research Grants