瑞典 Karolinska 研究所的研究人員獲得了*受精開始時，精子蛋白附著在卵細胞外膜蛋白上的 3D 快照。該研究揭示了在軟體動物和哺乳動物中，與精子相互作用的普通卵細胞蛋白結構。相關文章 6 月 15 日發表在 Cell 上。

通過將遺傳信息傳遞給下一代并標志著新生命的開始——受精過程中雌配子與雄性配子之間的相遇是生物學中zui基本的過程之一。雖然卵子和精子zui早在幾百年前就觀察到了，但精子是如何識別卵子外殼并穿透卵子，至今仍不為人知。

哺乳動物和軟體動物與精子作用的卵子外殼蛋白三維結構相似

利用歐洲同步輻射裝置（ESRF）收集的 X 射線晶體學數據，Luca Jovine 的研究小組在 Karolinska 研究所首先將兩個與精子作用區域的卵子外殼蛋白可視化：哺乳動物（包括人類）中的 ZP2 和海洋軟體動物鮑魚（經典的無脊椎動物受精模型）中的 VERL。這兩個分子都含有在配子識別中起關鍵作用的重復序列（如上圖）。

通訊作者，Karolinska 研究所結構生物學系的 Luca Jovine 教授說：“哺乳動物和軟體動物被認為是經過 6 億年的進化而分離出來的，它們的精子受體蛋白在序列上幾乎*不同。然而，對結構的比較表明 ZP2 和 VERL 重復著共同的三維結構。”

結構提示了配子識別是被認為的鎖和鑰匙機制

隨后，研究小組確定結合到 lysin（鮑魚精子中 VERL 對應蛋白）上不同的 VERL 重復的晶體結構。這對于配子在受精初期如何以種特異性的方式識別彼此，給出了一個的觀點。

Jovine 教授說：“鮑魚是我們本研究的系統，因為它是同源卵子外殼蛋白和精子蛋白都已知的少數生物之一。此外，不同品種的鮑魚都在大海產卵，盡管它們棲息地和繁殖季節重疊，但是很少發生雜交。”

如上圖所示，VERL-lysin 復合物的結構也提示了 lysin 怎樣溶開一個孔進入卵的外殼，允許精子注入卵子。

Jovine 教授總結：“一百多年前，配子識別首先被認為是一種鎖和鑰匙機制。我們的研究提供了*個例子，這是在受精剛開始就實現了的。”

參考資料

Structural Basis of Egg Coat-Sperm Recognition at Fertilization

3-D images show how sperm binds to the egg surface