生命起始的关键，精子如何识别卵子？
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瑞典Karolinska研究所的研究人员获得了首个受精开始时，精子蛋白附着在卵细胞外膜蛋
白上的3D快照。该研究揭示了在软件动物和哺乳动物中，与精子相互作用的普通卵细胞蛋
白结构。相关文章6月15日发表在Cell上。
通过将遗传信息传递给下一代并标志着新生命的开始——受精过程中雌配子与雄性配子之
间的相遇是生物学中最基本的过程之一。虽然卵子和精子最早在几百年前就观察到了，但
精子是如何识别卵子外壳并穿透卵子，至今仍不为人知。
哺乳动物和软件动物与精子作用的卵子外壳蛋白三维结构相似
利用欧洲同步辐射装置（ESRF）收集的X射线晶体学数据，Luca Jovine的研究小组在
Karolinska研究所首先将两个与精子作用区域的卵子外壳蛋白可视化：哺乳动物（包括人
类）中的ZP2和海洋软件动物鲍鱼（经典的无脊椎动物受精模型）中的VERL。这两个分子
都含有在配子识别中起关键作用的重复序列（如上图）。
通讯作者，Karolinska研究所结构生物学系的Luca Jovine教授说：“哺乳动物和软件动
物被认为是经过6亿年的进化而分离出来的，它们的精子受体蛋白在序列上几乎完全不同
。然而，对结构的比较表明ZP2和VERL重复著共同的三维结构。”
结构提示了配子识别是被认为的锁和钥匙机制
随后，研究小组确定结合到lysin（鲍鱼精子中VERL对应蛋白）上不同的VERL重复的晶体
结构。这对于配子在受精初期如何以种特异性的方式识别彼此，给出了一个前所未有的观
点。
Jovine教授说：“鲍鱼是我们本研究的首选系统，因为它是同源卵子外壳蛋白和精子蛋白
都已知的少数生物之一。此外，不同品种的鲍鱼都在大海产卵，尽管它们栖息地和繁殖季
节重叠，但是很少发生杂交。”
如上图所示，VERL-lysin复合物的结构也提示了lysin怎样溶开一个孔进入卵的外壳，允
许精子注入卵子。
Jovine教授总结：“一百多年前，配子识别首先被认为是一种锁和钥匙机制。我们的研究
提供了第一个例子，这是在受精刚开始就实现了的。”