Prof. Dr. Melina Schuh

Forschungsschwerpunkte: Entwicklung menschlicher Eizellen, Zellbiologie, Meiose, Chromosomentrennung, Spindelapparat

Melina Schuh ist eine deutsche Biochemikerin, deren Forschung wesentlich zum Verständnis der Entwicklung und Teilung von Säugetier-Eizellen beigetragen hat. Im Zentrum ihrer Arbeiten steht die Frage, weshalb es bei der Entstehung von Oozyten so häufig zu Fehlern in der Chromosomentrennung kommt, die zu den Hauptursachen für Fehlgeburten, einer Störung der Chromosenzahl und der altersabhängigen Abnahme weiblicher Fruchtbarkeit zählen.

Bereits früh etablierte Melina Schuh hochauflösende Lebendzellmikroskopie-Verfahren, mit denen sich die meiotische Teilung erstmals direkt in lebenden Maus-Oozyten verfolgen ließ. Diese Arbeiten ermöglichten detaillierte Einblicke in die Bildung und Organisation des Spindelapparats, eines dynamischen Protein-Filament-Systems, das für die korrekte Trennung der Chromosomen verantwortlich ist. Dabei konnte Melina Schuh zeigen, dass sich Säugetier-Eizellen asymmetrisch teilen: Nahezu das gesamte zytoplasmatische Material verbleibt in der später befruchtungsfähigen Eizelle, während überschüssige Chromosomen in einem kleinen Polkörper ausgeschleust werden.

Melina Schuhs Labor entwickelte zudem systematische Verfahren zur Analyse der Meiose, darunter den ersten High-Content-Screen für meiotische Gene in Maus-Oozyten. Aufbauend auf diesen Arbeiten gelang es dem Team, Methoden zu etablieren, mit denen sich die Meiose erstmals auch in lebenden menschlichen Eizellen untersuchen ließ. Diese Studien zeigten, dass die Entwicklung menschlicher Eizellen langsamer, komplexer und deutlich störungsanfälliger verläuft als bislang angenommen wurde. Insbesondere der Spindelapparat erwies sich als ungewöhnlich instabil und häufig fehlerhaft mit den Chromosomen assoziiert, was das korrekte Ausschleusen von Chromosomen vor der Befruchtung erheblich erschwert.

Die Untersuchungen lieferten auch Hinweise darauf, dass Chromosomen in menschlichen Oozyten mit zunehmendem Alter strukturell destabilisiert werden. Diese Veränderungen begünstigen fehlerhafte Anlagerungen an die Spindel und erhöhen damit das Risiko falscher Chromosomentrennungen. Melina Schuhs Team entwickelte mit Trim-Away eine neuartige, breit einsetzbare Methode zum gezielten Abbau endogener Proteine. Diese Technik eröffnete erstmals die Möglichkeit, Proteinfunktionen auch in unbefruchteten menschlichen Eizellen direkt zu untersuchen.

Neben der meiotischen Teilung widmet sich Melina Schuh dem bislang wenig verstandenen Prozess des Eisprungs. Mithilfe von Lebendzellmikroskopie gelang es ihrem Labor, den gesamten Eisprung in isolierten Mausfollikeln mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung in Echtzeit sichtbar zu machen. Dabei zeigte sich, dass der Eisprung in drei klar unterscheidbare Phasen gegliedert ist: eine durch Hyaluronsäure initiierte Follikel-Ausdehnung, eine aktive Kontraktion durch glatte Muskelzellen und schließlich die Öffnung des Follikels mit der Freisetzung von Follikelflüssigkeit, Kumuluszellen und Eizelle. Diese Arbeiten verdeutlichten, dass der Eisprung ein robuster, weitgehend autonomer Prozess ist, dessen Steuerungsinformationen im Follikel selbst enthalten sind. 

Melina Schuhs Arbeit verbindet hochentwickelte Mikroskopie, biochemische und molekularbiologische Methoden mit quantitativen und mathematischen Ansätzen. Ihre Ergebnisse liefern nicht nur grundlegende Einsichten in die Zellbiologie der Fortpflanzung, sondern eröffnen auch Perspektiven für die Verbesserung assistierter Reproduktionstechnologien. Langfristig könnten diese Erkenntnisse dazu beitragen, die Erfolgschancen der In-vitro-Fertilisation zu erhöhen und die Ursachen altersabhängiger Fruchtbarkeitsverluste besser zu verstehen.