Mit etwa 400.000 Eizellen wird eine Frau im Durchschnitt geboren. Ein paar tausend reifen in den Eierstöcken heran, um von der Pubertät bis zum Wechsel jedes Monat die Fortpflanzung zu ermöglichen. Doch wie es die Eizellen schaffen, für eine Dauer von 30 bis 40 Jahren gesund zu bleiben, wo doch andere Zellen viel kürzer leben, war bislang ein Rätsel der Wissenschaft. Ein spanisches Team will das Geheimnis gelüftet haben: Die Eizellen schalten ihre "Batterien" auf Standby-Modus.

Die Forschenden um Aida Rodriguez vom Zentrum für genomische Regulierung (CRG) berichten, dass unreife Eizellen - also solche, die beim Eisprung noch nicht zum Zug gekommen sind - eine grundlegende Stoffwechselreaktion, die als wesentlich für die Energiegewinnung gilt, überspringen. Diese Veränderung in der Stoffwechselaktivität verhindert, dass reaktive Sauerstoffe und andere Moleküle, die die DNA schädigen und den Zelltod verursachen können, gebildet werden. Die Ergebnisse würden erklären, wie menschliche Eizellen jahrzehntelang in den Eierstöcken ruhen können, ohne ihre Fortpflanzungsfähigkeit zu verlieren, berichtet das Team im Fachmagazin "Nature".

"Der Mensch wird mit dem gesamten Vorrat an Eizellen, den er im Leben hat, geboren. Da er zudem das langlebigste Land-Säugetier ist, müssen die Eizellen in ihrem ursprünglich-makellosen Zustand verbleiben und zugleich jahrzehntelangem Verschleiß entgehen", wird Rodriguez in einer Aussendung zur Studie zitiert. "Der Standby-Modus ist ein Paradigma, das bei tierischen Zellen bisher nicht beobachtet wurde."

Menschliche Eizellen werden in den Eierstöcken im Zuge der Entwicklung des Fötus im Mutterbauch gebildet. Sie durchlaufen verschiedene Reifungsstadien. Schon in den frühen Stadien dieses Prozesses werden die unreifen Eizellen, genannt Oozyten, in einen Zellstillstand versetzt, der es ihnen ermöglicht, bis zu 50 Jahre lang in den Eierstöcken zu ruhen. Wie alle anderen eukaryontischen Zellen verfügen auch Eizellen über Mitochondrien, die die Batterien der Zellen zur Energiegewinnung darstellen.

Eizellen unterscheiden sich erheblich von anderen Zelltypen, da sie ein Gleichgewicht zwischen Langlebigkeit und Funktion herstellen müssen. Für die Studie haben die Forschenden die Ova von Menschen und einer Gattung von Krallenfröschen namens Xenopus mit Hilfe von Live-Bildgebung beobachtet und die an den Entwicklungsprozessen beteiligten Proteine analysiert. Dabei haben sie entdeckt, dass die Mitochondrien sowohl in menschlichen als auch in Xenopus-Oozyten diese neuen Wege der Energiegewinnung nutzen, die in anderen tierischen Zelltypen bisher nicht beobachtet wurden.

Normalerweise leitet ein komplexes Protein, genannt Komplex I, in den Mitochondrien Stoffwechsel-Reaktionen ein. Komplex I ist grundlegend für die Energiegewinnung in den Zellen zahlreicher Organismen, von der Hefe bis zum Blauwal. In Eizellen kommt es aber praktisch nicht vor. Einzig die parasitäre Mispel lebt, wie die Eizelle, ohne das Protein.

"In einem von vier Fällen bleibt weibliche Unfruchtbarkeit unerklärt, es gibt somit riesige Lücken im Verständnis der weiblichen Fortpflanzung. Wir möchten unter anderem herausfinden, warum die Eizellen mit zunehmendem Alter immer schwächer werden", sagt Erstautor Elvan Böke vom CRG.