控制精子“航向”的分子

【字体: 时间:2003年04月03日 来源:

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[生物通讯]加州大学洛山矶分校的生物学家和德国细胞生理学家在最3月28日期的《科学》上报道,他们在研究促进受精和防止怀孕的潜在意义时,识别并分离出一个吸引精子的分子。

“这项研究有望提高受精成功率,并导致新一代无需妇女服用激素的无毒避孕药产生。”研究的作者之一、加州大学洛山矶分校的生物学教授Richard Zimmer说。

Zimmer和他的同事发现了一个控制精细胞“航向”的分子,以及编码该分子的基因,该分子在受精过程中可能起着至为关键的作用。科学家们报道,这个分子叫做Bourgeonal,它激活了人体精子受体蛋白。

研究小组成员还包括加州大学洛山矶分校的研究生Jeffrey Riffell;德国波鸿大学的教授Hanns Hatt;Hatt实验室的博士后Marc Spehr;以及其他来自Hatt实验室Gunter Gisselmann, Alexandra Poplawski 和 Christian Wetzel。该研究由美国国家科学基金会资助。

去年5月,Zimmer的研究小组曾识别出一个叫做色胺酸(Tryptophan)的分子,该分子从鲍鱼卵子中释放时可以吸引精子,这篇研究当时作为《实验生物学》杂志的封面文章发表。Zimmer、 Riffell 以及加州大学洛山矶分校的一名博士后研究人员分离出色胺酸,查明了它的功能。在这篇发表在2003年3月28日期《科学》上的新研究中,Zimmer的研究小组和他们的德国同行报道,bourgeonal 就是色胺酸的人类版。

“有性繁殖和受精很大程度上是受化学交流控制的,我们填补了这个化学交流谜题中的一个重要空白。”Zimmer说。“这是首次通过实验证实色胺酸能够提高受精率,以及提高了多少。人体中的bourgeonal可能也有同样作用。

另外,科学家还发现了一个潜在的受精抑制剂--十一醛(undecanal),它能阻遏bourgeonal对精子的影响。

“十一醛似乎能与色胺酸同样、但没有促进受精功能的受体蛋白结合。”Zimmer说。“当色胺酸试图结合到其受体蛋白上时,就没有办法了;十一醛与色胺酸在竞争受体蛋白,它完全抑制了精子对滤泡液的应答。

“我们在发现精子与卵子之间的远程化学交流在受精中的功能方面争取得飞快的进步。”Zimmer 补充说。“我们正在了解化学交流是如何发生的。查明了分子结构,我们现在正在确定其生理功能。”

德国细胞生理学家已经分离出人类编码嗅觉受体蛋白的基因,发现这些受体蛋白在人体中的表达只限于精子。他们不知道这些基因的功能,但是看到了Zimmer的鲍鱼研究,因此达成共同研究这些受体蛋白如何组织、如何反应的合作协议。

“这项研究可以帮助我们回答是否可能诱使精子以增加成功受精可能性的方式活动。”Zimmer说。“我们已经开发出跟踪精细胞的技术--包括它们的速度和方向。我们可以跟踪追查当一个卵子存在时,精子进行怎样的活动。研究精子游动的速度有多快,以及朝哪个方向游动。(生物通编译)

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