研究:卵子有意挑選「垂死」精子結合

以往的研究只知道精子的活力、游動能力與受孕相關,新研究意外地發現,精子上一種標記其即將死亡的分子標記,卻是被卵子當作挑選標記與其結合的關鍵因素。
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2019-11-22
作者 送子鳥生殖中心

以往的研究以為在精子和卵子的結合過程中,卵子是被動的受體,新研究揭示,卵子也存在機制主動的辨別挑選與之結合的精子。

以往的研究只知道精子的活力、游動能力與受孕相關,新研究意外地發現,精子上一種標記其即將死亡的分子標記,卻是被卵子當作挑選標記與其結合的關鍵因素。這項發現將提升人工受孕的成功率、降低成本,或開發男性避孕藥。

弗吉尼亞大學醫學院(University of Virginia School of Medicine)的研究人員在研究睪丸內精子到發育成熟不同階段的特徵,發現了一個不尋常的現象:一些未發育成熟的精子表面有一種標記其即將死亡的分子標記,隨著精子的成熟,這種標記越來越明顯。

但是,這些精子仍是非常健康,並非垂死的細胞。研究者之一萊西亞克(Jeffrey J. Lysiak)說:「一開始我們覺得這不合情理。我們做了很多實驗,顯示它們的確是健康、正常的精子。」

在身體的其它細胞上,這種標記是提醒系統清除這些細胞的標記,然而研究者終於發現,在精子細胞上,這些標記卻有著完全不同的、在受孕過程中相當重要的作用。

這種標記——磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,簡稱PS)通常存在於細胞的內部,直至細胞死亡,但是健康的精子細胞卻特別用意地將其暴露在分子的表面。

卵細胞的蛋白受體特別尋找有這種標記的精子細胞與其結合。研究人員在實驗培養皿中對這種標記進行遮掩後,發現完全阻止了精子和卵子的結合。

研究人員表示,這項發現有多方面意義。

對於受孕困難的夫婦,將來可以嘗試增加精子的磷脂酰絲氨酸曝光度以增加成功幾率;或者在提取精子進行人工受孕之前,有目標地挑選出最可能與卵細胞結合的精子。這將減少嘗試的次數,降低成本。

另外,研究者認為也可以通過有意遮掩精子細胞上磷脂酰絲氨酸標記的方式,實現避孕。

這份研究近期發表在《自然-通信》(Nature Communications)期刊上。

新聞來源:大紀元

評論

李孟儒 醫師
李孟儒 醫師
  1. 人體實在非常奧妙,在垂死細胞上的分子標記,在精子反而是能和卵子結合的關鍵。這種相同分子標記在不同的細胞有不同的功能,在人類這種複雜的多細胞生物很常見,因此我們不需要攜帶大量的遺傳資訊,就能表現出多樣的細胞特性。
  2. 人類的基因組總共有約30億的鹼基對(base pair),約2萬多個蛋白質譯碼基因(protein-coding genes),主要是製造有功能作用的蛋白質,佔全部基因組約1.1%;約2萬多個非譯碼基因(non-coding genes),主要是製造RNA,調控基因的表現,約佔全部基因組的4%。目前還有約95%人類基因組的功能還未知,需要更多的研究了解。
  3. 隨著基因檢測的進步,有越來越多的疾病發現和基因有相關性,相信隨著更多人的投入,未來更能進一步解開基因的奧秘。

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