Downsyndrom: Alte Eizellen neigen zu Chromosomenfehlern

Wenn Eizellen heranreifen, müssen die Chromosomen korrekt verteilt werden. Doch bei älteren Frauen funktioniert das nicht mehr perfekt – mal geht ein Chromosom verloren, mal gelangt eines zu viel in die Eizelle. Nach der Befruchtung durch ein Spermium kann das zu Fehlgeburten oder zu Erbkrankheiten wie dem Downsyndrom führen. Die genaue Ursache für solche Fehlverteilungen war bislang unklar. Jetzt hat ein Forscherteam um Tomoya Kitajima vom Riken-Zentrum für Entwicklungsbiologie im japanischen Kobe die Bewegungen von Chromosomen live in den heranreifenden Eizellen von jungen und alten Mäusen beobachtet. Offenbar werden die Chromosomen in älteren Eizellen zu schnell voneinander getrennt.

Bei älteren Eizellen stimmt das Timing nicht

In menschlichen Körperzellen gibt es 46 Chromosomen, 23 geerbt vom Vater, 23 von der Mutter. Reift eine Eizelle heran, muss der Chromosomensatz von 46 auf 23 reduziert werden, damit nach der Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium wieder 46 Chromosomen im Zellkern landen. Beim ersten Schritt dieses Vorgangs, Meiose genannt, schmiegen sich die mütterlichen und väterlichen Chromosomen dicht aneinander. In dieser Position verharren viele der Eizellen jahrelang, bis die heranwachsende Frau geschlechtsreif wird. Wird dann die Reifung der Eizellen fortgesetzt, ziehen spezielle Fasern die gepaarten elterlichen Chromosomen in entgegengesetzte Richtungen, sodass am Ende der Meiose entweder das väterliche oder das mütterliche Chromosom in der Eizelle landet. Bei älteren Eizellen stimmt das Timing dieses Auseinanderziehens aber nicht mehr, schreibt Kitajimas Team im Fachblatt „Nature Communications“.

Die Chromosomen in alten Mauseizellen werden zu schnell und zu weit auseinandergezogen. Die Fasern verlieren dadurch kurzzeitig Kontakt zu den Chromosomen. Bekommen die Fasern die Chromosomen dann wieder zu greifen, passieren Fehler. Die Untereinheiten der Chromosomen (die Schwesterchromatiden) werden früher getrennt als in der Meiose vorgesehen.

So kommt es bei rund zehn Prozent älteren Eizellen zu Chromosomenfehlverteilungen. „Wir waren überrascht und erleichtert, dass der Fehler von einem einzigen gemeinsamen Mechanismus herrührt“, sagt Kitajima. Jetzt könne man den Auslöser und Wege suchen, das Phänomen zu verhindern.