Nature讲述新故事：当精子遇到卵子

　　

生物通报道  来自韦尔科姆基金会桑格学院研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）的研究人员发现，精子和卵子细胞表面一些相互作用的蛋白是创造哺乳动物生命的必要条件。这些蛋白质使得精子和卵子能够相互识别，因此为改善生殖治疗以及开发出新型避孕药提供了新途径。这一研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上。

当卵子和精子彼此识别，融合到一起形成胚胎时便发生了受精。2005年日本的研究人员发现识别卵子的精子上显示Izumo蛋白，他们以日本的一个结婚圣地Izumo为之命名。然而直到现在仍然不清楚Izumo蛋白在卵子上的配对物。

研究小组确定了一个与Izumo配对的蛋白质，证实其是受精的必要条件。研究人员以掌管生育和结婚的罗马女神Juno来命名这一蛋白。

论文资深作者、桑格研究所Gavin Wright博士说：“我们解开了一个长期存在的生物学谜题，鉴别出了在受孕那一刻相互结合的精子和卵子所显示出的分子。没有这一必要的相互作用，受精不可能发生。我们或许可以利用这一发现来改善生殖治疗，并开发出新的避孕方法。”

科学家们制造出了人工Izumo蛋白，利用它来鉴别出了卵子表面的结合配对物。利用这种方法，他们发现精子上的Izumo与卵子表面的Juno相互作用启动了受精。

研究小组开发出了卵子表面缺失Juno蛋白的小鼠。这些小鼠不能生育，它们的卵子不会与正常精子融合，表明了Juno蛋白对于雌性小鼠生育至关重要。以相同的方式，缺失Izumo蛋白的雄性小鼠也不能生育，表明了Izumo在雄性生育中起重要作用。

论文第一作者、韦尔科姆基金会桑格学院研究所Enrica Bianchi博士说：“Izumo-Juno配对是所有生物精子与卵子识别的第一个已知重要的相互作用。两种蛋白的结合非常的弱，这或许可以解释为何直到现在这一谜题才被揭开。”

“实验室的前期工作使得我们预计这一相互作用非常弱，这引导了我们的实验设计，在付出极大的努力后，终于成功了。”

该研究小组发现在最初的受精步骤之后，卵子表面会突然丧失Juno蛋白，仅40分钟后就几乎检测不到Juno。这或许可以解释为何卵子在与第一个精细胞受精后，会关闭识别其他精子的能力。这阻止了与1个以上的精细胞形成胚胎，否则会因有太多的染色体而导致死亡。

该研究小组现正在筛查不孕妇女，以了解Juno受体缺陷是否是不孕的原因。如果确实如此，那么一种简单的遗传筛查测试就有可能帮助告知努力争取自然受孕的妇女适当的治疗方法，减轻辅助生殖治疗的费用和压力（延伸阅读：试管婴儿的前世今生（上））。

(生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Enrica Bianchi, Brendan Doe, David Goulding & Gavin J. Wright. (2014) 'Juno is the egg Izumo receptor and is essential for mammalian fertilization'Advanced online publication in Nature. Doi:10.1038/nature13203