2024年3月14日，來自瑞典卡羅林斯卡研究所Luca Jovine課題組在學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了標(biāo)題為“ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat.”的研究成果，發(fā)現(xiàn)ZP2切割通過調(diào)節(jié)卵子外被結(jié)構(gòu)阻斷多精入卵。

研究人員表示，單個(gè)精子使卵子受精后，卵子外被或透明帶（ZP）硬化，多精入卵不可逆轉(zhuǎn)地受阻。這些事件與糖蛋白ZP2的N端區(qū)（NTR）切割有關(guān)，ZP2是ZP絲的一個(gè)主要亞基。ZP2的加工被認(rèn)為會(huì)使精子與ZP的結(jié)合失活，但其分子后果以及與ZP硬化的聯(lián)系尚不清楚。

研究模式圖

哺乳動(dòng)物的受精始于精子附著在卵外被（egg coat，在哺乳動(dòng)物中也被稱為透明帶）上，卵外被是精子必須穿透才能與卵子融合的絲狀細(xì)胞外包膜，卵子被精子受精后，周圍的卵外被會(huì)收緊，機(jī)械地阻止其他精子進(jìn)入，這一個(gè)過程涉及一種名為ZP2的蛋白的切割。該研究詳細(xì)繪制了ZP2的結(jié)構(gòu)和功能，解釋了卵外被相關(guān)蛋白的突變?nèi)绾螌?dǎo)致女性不孕，這一發(fā)現(xiàn)還有助于新型避孕方法的開發(fā)。

生化和結(jié)構(gòu)研究表明，ZP2的切割會(huì)引發(fā)其寡聚化。此外，原生脊椎動(dòng)物卵子外被絲的結(jié)構(gòu)與人類ZP聚合物的AlphaFold預(yù)測(cè)相結(jié)合，揭示了由I型（ZP3）和II型（ZP1/ZP2/ZP4）成分組成的兩條原絲交錯(cuò)成左旋雙螺旋，II型亞基的NTR從該雙螺旋中突出。這些數(shù)據(jù)共同表明，已切割的ZP2 NTR的低聚作用廣泛交聯(lián)了ZP絲，使卵子外被僵化，精子無法穿透卵子外被。

進(jìn)一步研究顯示，ZP2-N1的缺失并不影響精子的結(jié)合，但會(huì)導(dǎo)致小鼠卵外被的半硬化和生育能力降低。由此揭示了與卵外被相關(guān)的女性不孕癥—編碼卵外被蛋白的基因突變會(huì)導(dǎo)致女性不孕，這有助于指導(dǎo)越來越多的此類不孕突變的發(fā)現(xiàn)。

文章來源：

Shunsuke Nishio, Chihiro Emori et al,ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat. DOI: 10.1016/j.cell.2024.02.013