會員登錄
?正常精子的線性游動路徑（頂部），突變精子的圓形和對角線游動路徑（中部和底部）。圖片來源：Gadadhar et al. / Science 2021
法國巴黎文理研究大學(xué)、居里研究所和德國馬普學(xué)會分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)所等機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種特殊的微管蛋白酶修飾，稱為糖基化，對于保持精子在一條直線上游動至關(guān)重要。而這種修飾的擾動可能會導(dǎo)致某些形式的人類男性不育。相關(guān)論文近日刊登于《科學(xué)》。
每個真核細(xì)胞的一個重要組成部分是細(xì)胞骨架。微管——由一種叫做微管蛋白的蛋白質(zhì)組成的微小管，是這種細(xì)胞骨架的一部分，例如纖毛和鞭毛中就包含許多微管。而精子的尾巴便是鞭毛，它對雄性的生育能力和有性生殖都是必不可少的。鞭毛必須以一種非常精確和協(xié)調(diào)的方式跳動才能讓精子繼續(xù)游動。否則就會導(dǎo)致男性不育。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在沒有這種微管蛋白修飾的情況下，鞭毛跳動的方式受到了干擾，導(dǎo)致精子大多繞圈游動。該研究的第一作者、居里研究所的Sudarshan Gadadhar解釋說：“精子鞭毛的核心是由微管和數(shù)以萬計的被稱為動力蛋白的微小分子馬達(dá)組成的，后者使有節(jié)奏地彎曲微管以產(chǎn)生運(yùn)動成為可能。這些動力蛋白的活性必須是緊密協(xié)調(diào)的。在沒有糖基化的情況下，它們變得不協(xié)調(diào)，結(jié)果我們突然看到精子在打轉(zhuǎn)。”
為了找到答案，研究人員分析了小鼠模型，在缺乏糖基化的小鼠精子上觀察到了功能缺陷，這導(dǎo)致生育能力下降。為了找出為什么缺乏糖基化會導(dǎo)致精子活力紊亂和男性生育能力低下，研究小組使用冷凍電子顯微鏡觀察了鞭毛的分子結(jié)構(gòu)及其分子馬達(dá)。分析顯示，存在突變的鞭毛構(gòu)建是正常的，但突變干擾了軸突動力蛋白的協(xié)調(diào)活動。這就解釋了為什么精子細(xì)胞的游動會受到干擾。
研究人員表示，這項(xiàng)研究顯示了糖基化對鞭毛動力蛋白運(yùn)動控制的重要性，是微管修飾如何直接影響細(xì)胞中其他蛋白功能的主要例子。該發(fā)現(xiàn)還指出了男性不育的新機(jī)制。
關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
- 參加最新科普活動
- 認(rèn)識科普小朋友
- 成為科學(xué)小記者
