神奇！小鼠精子需要VIP蛋白才可到达卵膜，该蛋白却在鱼卵中起不同作用

在大多数动物和植物中，个体的生命周期从受精开始。卵子和精子在子宫结合，形成胚胎细胞，最终发展成一个复杂的生物体。

2018年，维也纳生物中心分子病理学研究所的Andrea Pauli实验室指出一种特定的蛋白质可使斑马鱼的卵子能够拒绝来自青鳉的精子，这种蛋白质被称为Bouncer。它是受精所必需的，能将精子与同类相匹配的膜结合。

Bouncer也存在于哺乳动物中，但在哺乳动物中被称为SPACA4（Sperm Acrosome Associated 4）。Bouncer和SPACA4是同一蛋白的两个版本。Bouncer在鱼卵中表达，而SPACA4却在哺乳动物的精子中表达，这表明它们发挥着不同的生理作用。

科学家研究了SPACA4及其在小鼠中的功能，发现SPACA4对于哺乳动物的正常受精必不可少。

与鱼类的卵细胞不同，哺乳动物的卵子覆盖着一层厚厚的糖蛋白保护层，称为透明带。为了与卵膜接触，精子细胞面临着穿越这层膜的艰难任务。

科学家们巧妙地测试了突变体精子在正常卵和透明带上的表现。正如预期的那样，缺乏SPACA4的精子很少能使正常卵子受精。但令人惊讶的是，在没有SPACA4蛋白的情况下，去除透明带后，受精率恢复正常。这表明，SPACA4与Bouncer不同，它不是精子和卵子膜相互作用的必要条件，但它对穿越透明带形成的屏障至关重要。

科学家说：“研究结果表明，SPACA4和Bouncer进化出了不同的作用方式，前者帮助精子跨越透明带，而后者在卵子中负责结合作用。我们下一步将研究这种蛋白质的进化史以及它如何在不同的生物体内运作。”

该研究论文题为"The conserved fertility factor SPACA4/Bouncer has divergent modes of action in vertebrate fertilization"，已发表在《美国科学院院报》上。主要作者为Yoshitaka Fujihara。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.pnas.org/content/118/39/e2108777118