科学家解码使精子游泳的“乐高蛋白”

这种蛋白质位于精子的细胞膜中，有助于将带正电的钠离子和氢离子进出细胞。这对调节细胞的pH值、含盐量和体积起着重要作用，有助于保持细胞的活力和健康

德国海德堡大学生物化学中心的结构生物学家克里斯蒂娜·保利诺在接受《生活科学》采访时表示：“从海胆到小鼠和人类的研究，我们都知道这种蛋白质对精子运动和男性生育能力至关重要。”

然而，先前的研究表明，不同动物的蛋白质功能不同。Paulino在荷兰格罗宁根大学进行了大部分新研究，重点研究海胆中的蛋白质。这些海洋生物的数据不会直接转化为人类生育或节育的药物开发。但这项研究可能会指出精子是如何利用其他细胞的技巧来构建自己独特的蛋白质的

这项研究于周三（10月25日）发表在《自然》杂志上

相关：为什么有些动物的精子长度是它们身体的20倍

2018年的一篇论文显示，这种名为SLC9C1的蛋白质具有奇怪的混搭结构

“它结合了以前从未见过的机械的‘技能’，”Paulino说。该蛋白质由一个感应细胞膜电压的片段、一个对称为环状AMP的微小分子信使做出反应的片段和一个进行实际离子交换的成分组成。Paulino说，这种结构有点像乐高的创造：不同的部分从其他蛋白质中已知，但在这种组合中还没有发现

Paulino和她的团队使用了一种名为冷冻电子显微镜的技术来研究这种蛋白质。在这项技术中，样品被冷却到零下243.4华氏度（零下153摄氏度）以下，一束电子穿过它们，形成蛋白质复杂扭曲的高分辨率图像

研究小组发现，在海胆中，蛋白质通过交换细胞内外的钠离子和质子，使精子细胞内部更碱性，即碱性或酸性更低。细胞膜电压的变化触发了这种转移&mdash；这种方法以前从未在这种特殊类型的膜转运蛋白中见过

Paulino说：“这很了不起，因为转运蛋白采用或劫持了另一种通常只在另一类膜转运蛋白中发现的构建块，即离子通道。”

Paulino说，研究人员对SLC9C1在男性不育中的可能作用感兴趣。这种蛋白质是精子特异性的，这意味着它可能成为男性节育的靶点，因为任何破坏这种蛋白质的药物都可能不会影响身体中的其他细胞

波恩大学和马克斯·普朗克多学科科学研究所的生物物理化学家本杰明·考普没有参与这项新研究，他说，然而，在理解SLC9C1在海胆中的基本功能和利用这些信息为男性制定药物节育这一难以捉摸的目标之间，有一个巨大的飞跃