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新发现揭示卵子如何控制精子进入

本站发布时间:2024-03-18 16:25:12

精子使卵子受精后,周围的蛋壳会收紧,以机械方式防止更多精子进入,从而导致胚胎死亡。这是根据卡罗林斯卡研究所研究人员领导的一项新研究得出的,该研究发表在《细胞》杂志上。这项工作还解释了蛋壳蛋白的突变如何导致女性不孕,并可能最终导致新的避孕方法

哺乳动物的受精始于精子附着在卵被上,卵被是精子必须穿透的丝状细胞外包膜,才能与卵子融合。现在,一个国际研究小组已经详细绘制了蛋白质ZP2的结构和功能图,ZP2是一种卵被丝成分,在调节卵子和精子在受精过程中的相互作用方面发挥着关键作用

领导这项研究的卡罗林斯卡研究所生物科学与营养系教授Luca Jovine说:“众所周知,ZP2在第一个精子进入卵子后被切割,我们解释了这一事件是如何使蛋壳变得更硬,其他精子无法渗透的。”。“这会阻止多精子受精——多精子与单个卵子的融合——这对胚胎来说是一种致命的情况。”

受精后蛋壳的变化也对女性的生育能力至关重要,因为在胚胎植入子宫之前,可以确保发育中的胚胎得到保护。因此,这一新知识可能会对干扰卵白形成的非激素避孕药的开发产生影响。此外,这项研究还解释了与蛋壳相关的女性不育形式

Luca Jovine解释道:“编码蛋壳蛋白的基因突变会导致女性不孕,而且越来越多的此类突变正在被发现。”。“我们希望我们的研究将有助于诊断女性不孕不育,并可能有助于预防意外怀孕。”

重要的是,该研究还表明,ZP2的一部分以前被认为是精子的受体,但精子附着在卵子上并不是必需的。这就提出了一个问题,即蛋壳上真正的精子受体是什么,研究人员计划对此进行进一步研究

研究人员将X射线晶体学和冷冻电镜相结合,研究蛋壳蛋白的3D结构。在小鼠身上对携带ZP2蛋白突变的精子和卵子之间的相互作用进行了功能性研究,而人工智能程序AlphaFold用于预测人类的蛋壳结构

More information: ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.02.013. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00179-X

Journal information: Cell

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