科学家发现决定人类“小蝌蚪”活力的蛋白质

整理 | 周亦川

来源 | 搜狐健康

男性不育有很多种原因，较常见的一种是“弱精子症”，也就是大多数的“小蝌蚪”们没有游动的活力，甚至是不动的，不能完成受精的过程。

据Eurekalert网站报道，在新一期的《细胞生物学杂志》上发布的研究中，由巴塞罗那生物医学研究所的ICREA研究教授Cayetano Gonzalez领导的研究小组，与意大利锡耶纳大学Giuliano Callaini的团队合作，确定了一种叫做中心蛋白（CENTROBIN）的蛋白质在精子尾部发育中的关键作用。

作者介绍，在果蝇中精子细胞(精子)就像在人类中一样，是由本身的细胞体(也称为精子“头部”)和鞭毛组成的。鞭毛，也称为精子的“尾巴”，是一种细长的鞭毛状附属物，从细胞体突出。精子通过拍打尾巴游向雌性生殖细胞(卵母细胞)并使其受精。

显微结构看到，一束微管横跨尾部的整个长度是鞭毛跳动的关键。这些微管以一种特有的径向对称排列，在进化过程中一直保持这种对称，并由一种叫做基体的小细胞器形成模板，该细胞器位于鞭毛的底部。

Gonzalez的细胞分裂实验室以食醋果蝇为模型来研究精子尾部的发育过程，发现中心蛋白在基底体内微管亚组的组装中起着关键作用。在没有中心蛋白的情况下，基体缺少这些微管，这样就造成了精子尾部不活动。因此，中心蛋白的突变会引起雄性不育。

人类的一种状况:“容易断头的精子缺陷”

除了尾部有缺陷的微管阵列之外，中心蛋白突变精子中的头尾连接经常被切断。这种效应是一种男性不育状态，即“容易断头的精子缺陷”。来自受这种情况影响的个体的精液看起来正常，但经过最小的微操作，例如体外受精所需的微操作，就会导致精子头部与尾部分离，因此也是没有活力的精子。

文章证明了中心蛋白是正常鞭毛发育的一个积极调节因子，它在人和苍蝇之间很好地发挥作用。值得注意的是，同一组先前的研究表明，中心蛋白对原发性纤毛的发育具有负面影响。原发性纤毛是鞭毛的一种较短形式，存在于果蝇的某些神经元和人类的许多细胞类型中，在那里它们起外部刺激的传感器的作用。与鞭毛一样，初级纤毛包含由基体模板化的微管阵列。

综上所述，这些结果揭示了中心蛋白的多功能性质，也就是说，中心蛋白是一种在同一有机体中不同细胞类型中起相反作用的蛋白质。

资料来源

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-05/ifri-kpi051118.php