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PNAS:精子如何准确找到卵子

  1. calaxin
  2. 卵子
  3. 海鞘
  4. 精子

来源:新华网 2012-11-24 12:35

在精子和卵子结合之前,精子要经过漫漫征程奋力游向卵子。那么精子是如何准确朝着卵子的方向前进的呢,日本研究人员利用海鞘做实验揭开了精子认路的机制。 日本筑波大学下田临海实验中心等机构的研究人员发现,海鞘的卵子会向海水中释放一种诱引精子的物质,来告知精子自己所处的位置。如果精子错误地朝着远离卵子的方向游动,这种物质的浓度就会下降。

在精子和卵子结合之前,精子要经过漫漫征程奋力游向卵子。那么精子是如何准确朝着卵子的方向前进的呢,日本研究人员利用海鞘做实验揭开了精子认路的机制。

日本筑波大学下田临海实验中心等机构的研究人员发现,海鞘的卵子会向海水中释放一种诱引精子的物质,来告知精子自己所处的位置。如果精子错误地朝着远离卵子的方向游动,这种物质的浓度就会下降。精子感知到这种浓度的变化,其鞭毛中一种名为calaxin的钙结合蛋白就会发挥作用,使精子不能直行,而是开始变换运动方向。一旦精子重新朝向卵子所在的方向,就又能直线前进了。

研究人员在实验中人为抑制海鞘精子calaxin的作用,精子原本有序的活动就变得乱七八糟,不能到达卵子身边。

这项研究的成果发表在新一期美国《国家科学院学报》的网络版上。

受精是新生命诞生不可缺少的环节,研究人员认为,人类的受精过程可能也存在类似机制,这项研究的成果有助于不孕症新疗法和避孕药的研发。(生物谷Bioon.com)

Calaxin drives sperm chemotaxis by Ca2+-mediated direct modulation of a dynein motor

Katsutoshi Mizuno, Kogiku Shiba, Masahiko Okai, Yusuke Takahashi, Yuji Shitaka, Kazuhiro Oiwa, Masaru Tanokura, and Kazuo Inaba

Sperm chemotaxis occurs widely in animals and plants and plays an important role in the success of fertilization. Several studies have recently demonstrated that Ca2+ influx through specific Ca2+ channels is a prerequisite for sperm chemotactic movement. However, the regulator that modulates flagellar movement in response to Ca2+ is unknown. Here we show that a neuronal calcium sensor, calaxin, directly acts on outer-arm dynein and regulates specific flagellar movement during sperm chemotaxis. Calaxin inhibition resulted in significant loss of sperm chemotactic movement, despite normal increases in intracellular calcium concentration. Using a demembranated sperm model, we demonstrate that calaxin is essential for generation and propagation of Ca2+-induced asymmetric flagellar bending. An in vitro motility assay revealed that calaxin directly suppressed the velocity of microtubule sliding by outer-arm dynein at high Ca2+ concentrations. This study describes the missing link between chemoattractant-mediated Ca2+ signaling and motor-driven microtubule sliding during sperm chemotaxis.

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