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科学家发现难以捉摸的分子可以帮助精子找到卵子

2019-04-02 09:47:59 • 来源：

附属于海洋生物实验室(MBL)的科学家们发现了一种关键分子，它可以驱动海洋无脊椎动物精子和卵细胞之间的化学吸引。该研究最近发表在Nature Communications上。

科学家发现难以捉摸的分子可以帮助精子找到卵子

100多年前，芝加哥大学的MBL主任FR Lillie发现，来自海洋无脊椎动物的卵子释放出一种吸引精子的化学因子，这一过程称为趋化性。就精子而言，精子游动化学梯度到达卵子，辅助精子尾部的钙离子(Ca2 +)浓度脉动上升，控制其跳动。

在过去的几年中，已经揭示了许多将化学引诱剂刺激转化为Ca2 +反应的细胞成分，但是缺少一种关键成分。精子环境中能够进入尾部的Ca2 +离子的先决条件是精子细胞的pH变得更加碱性。导致这种pH变化的分子难以捉摸。

在这份新报告中，来自德国波恩高级欧洲研究中心(Caesar)的MBL惠特曼中心科学家U. Benjamin Kaupp发现了这种分子。Kaupp在MBL进行了18个夏天的研究，以探索FR Lillie最初的追求。

Kaupp及其同事发现的分子允许钠离子流入精子细胞，并作为交换，将质子转运出细胞。这种所谓的钠/质子交换器已经知道很长时间了，但是这个是特殊的。它是一种嵌合体，具有离子通道的结构特征，称为起搏器通道，可控制我们在大脑中的心跳和电活动。

精子细胞中的钠/质子交换，如起搏器通道，由一段称为电压传感器的带正电荷的氨基酸激活。当精子捕获化学引诱物分子时，电压变得更负，因为钾通道打开而钾离子离开细胞。电压传感器记录这个电压变化，交换器开始从电池输出质子;细胞的内部变得更加碱性。当这种机制被禁用时，精子尾部的Ca2 +脉冲受到抑制，精子在航行到卵子时就会丢失。

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