卵子使用“拉鏈”來阻止多余的精子：它可能導(dǎo)致非激素避孕

在所有的醫(yī)學(xué)史上，只有兩個已知病例“半同卵雙胞胎”，兩個獨(dú)立的精子蠕動成一個卵子胚胎分裂前一分為二。

這種稀有性表明，人類卵子部署了多少防御，幾乎總是成功的停止多個精子突破它的外層。

一項(xiàng)新的研究更詳細(xì)地揭示了其中一種防御是如何發(fā)生的：一種稱為ZP2型.

“眾所周知，ZP2在第一個精子進(jìn)入卵子后被切割，我們解釋了這一事件如何使卵子外套更硬并且對其他精子不滲透，”解釋瑞典卡羅林斯卡研究所的分子生物學(xué)家盧卡·喬文（Luca Jovine）領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

卵子外層的硬化不僅可以阻止額外的精子侵入，而且還可以保護(hù)受精卵，直到它植入子宮壁。如果兩個精子進(jìn)入卵子，卵子通常會被破壞，因此卵子皮的硬化在成功懷孕中起著至關(guān)重要的作用。

另一方面，了解蛋皮硬化的過程是如何工作的——以及什么時候出錯——可能會帶來關(guān)于女性不孕癥的新見解，并為可能暫時干擾卵毛形成的非激素避孕藥提供種子。

為了進(jìn)行調(diào)查，研究人員用X射線和電子研究它們的 3D 結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈冊谑芫昂蟪霈F(xiàn)。

在受精之前，ZP2蛋白附著在卵子的外層，當(dāng)精子進(jìn)入時，這些蛋白被剪斷（或切割）成碎片。

先前的研究表明，切割ZP2蛋白會以某種方式改變它們的形狀或卵殼的整體結(jié)構(gòu)，或者可能在更波浪形的東西可以鎖定之前使精子結(jié)合位點(diǎn)失活。

科學(xué)家們只是不知道這些結(jié)構(gòu)變化具體是什么，所以ZP2蛋白的模型一直保持不變將近 40 年.

Jovine及其同事表明，切割ZP2亞基可以使它們像拉鏈的兩邊一樣相互作用和交聯(lián)。這會將卵外層網(wǎng)狀層的細(xì)絲拉在一起，稱為透明帶，使它們比其結(jié)構(gòu)通常允許的更接近七倍。

反過來，這使得透明帶更加僵硬，阻止超過一個精子進(jìn)入卵子。

研究人員還研究了精子和攜帶小鼠ZP2蛋白突變的卵子之間的相互作用，其中AI程序AlphaFold用于預(yù)測人類蛋皮的結(jié)構(gòu)。

"基因突變編碼卵殼蛋白會導(dǎo)致女性不孕，并且越來越多的此類突變被發(fā)現(xiàn)。說喬文。

“我們希望我們的研究將有助于診斷女性不孕癥，并可能預(yù)防意外懷孕。

激素避孕藥，如避孕藥，可以阻止卵巢每月釋放卵子，可能會帶來一些嚴(yán)重的不良副作用，例如情緒變化和抑郁癥，體重增加，低下。

非激素避孕藥，例如銅宮內(nèi)節(jié)育器（宮內(nèi)節(jié)育器），是流行和有效，但他們的插入可能會非常痛苦對于某些人來說。

這更多選項(xiàng)有更好的 - 也許基于這項(xiàng)研究的一種探索途徑是靶向ZP2蛋白，將蛋皮變成堡壘。一些男性避孕藥具也會很好。

該研究已發(fā)表在細(xì)胞.

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