《Cell》卵子如何控制精子进入？

在卵子被精子受精后，卵子周围的外壳收紧，机械地阻止了额外精子的进入和随后的胚胎死亡。这是根据卡罗林斯卡学院的研究人员在《Cell》杂志上发表的一项新研究得出的结论。这项工作还解释了卵子外壳蛋白的突变如何导致女性不孕，并可能最终导致新的避孕方法。

　　

在卵子被精子受精后，卵子周围的外壳收紧，机械地阻止了额外精子的进入和随后的胚胎死亡。这是根据卡罗林斯卡学院的研究人员领导的一项新研究得出的，该研究发表在《Cell》杂志上。这项工作还解释了卵子外壳蛋白的突变如何导致女性不孕，并可能最终导致新的避孕方法。

哺乳动物的受精开始于卵子。卵子附着在卵膜上，卵膜是一种丝状的细胞外包膜，精子必须穿透它才能与卵子融合。现在，一个国际研究小组已经详细绘制了蛋白ZP2的结构和功能，这是一种卵被丝成分，在调节卵子和精子在受精时如何相互作用方面起着关键作用。

“我们知道，在第一个精子进入卵子后，ZP2被切割，我们解释了这一事件是如何使卵子外壳更坚硬，其他精子无法渗透，”卡罗林斯卡学院生物科学与营养学教授Luca Jovine说，他领导了这项研究。“这可以防止多精子现象，即多个精子与一个卵子融合，这对胚胎来说是致命的。”

受精后卵皮的变化对女性的生育能力也至关重要，因为它能确保发育中的胚胎在植入子宫之前得到保护。因此，这一新发现可能会对开发干扰卵膜形成的非激素避孕药产生影响。此外，该研究还解释了与卵膜相关的女性不孕症。

Jovine解释说:“编码蛋壳蛋白的基因突变会导致女性不孕，而且越来越多的这种突变被发现。我们希望我们的研究将有助于女性不孕症的诊断，并可能预防意外怀孕。”

重要的是，这项研究还表明，之前被认为是精子受体的ZP2部分对于精子附着在卵子上并不是必需的。这就提出了一个问题:什么是卵子外壳上真正的精子受体?研究人员计划对此进行进一步研究。

研究人员结合X射线晶体学和低温电子显微镜来研究卵外壳蛋白质的三维结构。在小鼠中对携带ZP2蛋白突变的精子和卵子之间的相互作用进行了功能研究，而人工智能程序AlphaFold被用来预测人类卵子的外壳结构。

这项研究是与日本大阪大学和索菲亚大学以及美国匹兹堡大学合作进行的，使用了在科学实验室和ESRF、DLS和BESSY II同步加速器收集的数据。

这项研究主要由克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会、瑞典研究理事会和创新医学中心(CIMED)资助。没有利益冲突的报道。

ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat