特殊蛋白助精卵“相逢”

牧童

特殊蛋白助精卵“相逢”
論文作者：William Snell 期刊：《基因與發(fā)育》 發(fā)布時間：2008-3-26 11:38:18
男孩遇見女孩，精子遇見卵子。這個動人的愛情故事就這么世世代代繼續(xù)下去。美國和英國的科學(xué)家近日朝著理解這個故事的高潮部分又邁進了一步，即精子和卵子怎樣進行融合產(chǎn)生全新的個體。他們發(fā)現(xiàn)了一種與多種物種的精子和卵子融合有關(guān)的蛋白。相關(guān)論文即將發(fā)表在《基因與發(fā)育》（Genes & Development）上。

一般來說，受精主要分為兩個階段。第一個階段，精子識別出卵子并附著在其果凍樣的外衣上，“剝”去其中的一部分使其露出一部分細(xì)胞膜。第二階段，精子和卵子的細(xì)胞膜緊緊粘附在一起，之后就是DNA的混合。

這個過程極為重要，但是一直以來科學(xué)家對于控制受精的分子所知不多。其中一個障礙在于，各種物種控制精子和卵子識別和粘附的蛋白是特有的。這種獨特性防止了物種間的意外授精?？茖W(xué)家認(rèn)為這些識別蛋白的快速進化在新物種的形成過程中扮演了重要的角色。

在最新的研究中，由美國德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心William Snell和英國帝國理工學(xué)院Oliver Billker領(lǐng)導(dǎo)的研究小組詳細(xì)觀測了一種綠色單細(xì)胞藻類（Chlamydomonas reinhardtii）的受精過程。他們發(fā)現(xiàn)一種名為HAP2基因的變異能夠組織膜融合，但是早期的識別與粘附階段并不受其影響。

早前已知HAP2與植物的受精有關(guān)。當(dāng)研究人員在基因數(shù)據(jù)庫中巡檢HAP2時，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)多種物種中都存在HAP2。包括單細(xì)胞寄生蟲（如瘧疾）、昆蟲、簡單動物（如海葵）、領(lǐng)鞭蟲（choanoflagellates，與多細(xì)胞生物最為接近的單細(xì)胞生物）等。Billker表示，“最初的動物很可能具有這個基因?！比欢z憾的是，科學(xué)家尚未在包括人類在內(nèi)的哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)這一基因。

那么為什么HAP2在不同物種間具如此共同性，而與精子卵子相互識別有關(guān)的蛋白卻如此獨特？Snell認(rèn)為，一個可能的解釋是，這種機制幫助有機體解決了兩個相互矛盾的進化需求——一邊需要維持膜融合的工作機制，一邊需要進化出具物種特異性的精子卵子交互作用。

此次發(fā)現(xiàn)不僅加深了對于受精作用的理解，而且還開啟了一種可能的對付瘧疾等寄生蟲疾病的途徑。即將HAP2作為標(biāo)靶，使用藥物或疫苗阻止寄生蟲生殖細(xì)胞相互融合，達到阻止它們復(fù)制的目的。不過研究人員表示，現(xiàn)在還難以確定這種方式是否能夠奏效。

美國約翰霍普金斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的授精生物學(xué)家Janice Evans認(rèn)為，HAP2出現(xiàn)在如此眾多的物種中是驚人的。她說：“這一基因在地球上的生命體內(nèi)存在如此之久，這一事實促使你不得不思考它可能行使著重要的功能?！绷硗猓琀AP2還有助于研究膜生物學(xué)，Evans說：“這一研究為考慮膜融合的機制打下了基礎(chǔ)?！保茖W(xué)網(wǎng) 梅進/編譯）
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圖片說明：精子卵子一相逢，便勝卻人間無數(shù)。  [發(fā)布時間:2009-04-13 19:07:20]

gaolao

太深奧了!我只知道最快的精子才能和卵子結(jié)合!