確定精子尾部組裝中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)

發(fā)表在“細(xì)胞生物學(xué)雜志”上的一項(xiàng)研究著重于精子尾部的發(fā)育，這種結(jié)構(gòu)使精子細(xì)胞能夠游泳，因此對(duì)于男性的生育能力至關(guān)重要。

由ICREA研究教授Cayetano Gonzalez在生物醫(yī)學(xué)研究所(IRB Barcelona)領(lǐng)導(dǎo)的小組與意大利錫耶納大學(xué)的Giuliano Callaini團(tuán)隊(duì)合作，在“細(xì)胞生物學(xué)雜志”上發(fā)表了一項(xiàng)研究，確定了關(guān)鍵作用由一種名為CENTROBIN的蛋白質(zhì)在精子尾部發(fā)育中起作用。

在蒼蠅中，如在人類中，精子細(xì)胞(精子)由適當(dāng)?shù)募?xì)胞體(也稱為精子“頭部”)和鞭毛組成。鞭毛，也稱為精子“尾巴”，是一種細(xì)長(zhǎng)的睫毛狀附屬物，從細(xì)胞體突出。通過敲打它們的尾巴，精子細(xì)胞游到雌性生殖細(xì)胞(卵母細(xì)胞)并使其受精?？缭秸麄€(gè)尾巴長(zhǎng)度的一束微管對(duì)于鞭毛毆打是至關(guān)重要的。這些微管以特征性的徑向?qū)ΨQ排列，在整個(gè)進(jìn)化過程中都是保守的，并被稱為基體的小細(xì)胞器模板化，該細(xì)胞器位于鞭毛的基部。

使用醋飛果蠅(Drosophila melanogaster)作為研究精子尾部如何發(fā)育的模型，Gonzalez的細(xì)胞分裂實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，CENTROBIN在基體內(nèi)部微管組裝中起著關(guān)鍵作用。在沒有CENTROBIN的情況下，基底體缺乏這些微管，它們模板化的非運(yùn)動(dòng)尾部也是如此。因此，CENTROBIN突變體雄性是不育的。

人類病情：“容易被斬首的精子缺陷”

除了尾部?jī)?nèi)有缺陷的微管陣列外，頭尾連接通常在CENTROBIN突變精子中被切斷。這種效應(yīng)讓人想起被稱為“容易被斬首的精子缺陷”的人類雄性不育癥狀。來自受這種情況影響的個(gè)體的精液看起來是正常的，但是最小的微操作，例如體外受精所需的微操縱，導(dǎo)致精子頭部從它們的尾巴分開，因此不能游泳。

總之，最近的文章表明，人與蒼蠅之間保守良好的CENTROBIN是正常鞭毛發(fā)育的正調(diào)節(jié)因子。值得注意的是，同一組的先前研究表明，CENTROBIN對(duì)初級(jí)纖毛的發(fā)育產(chǎn)生了負(fù)面影響。初級(jí)纖毛是鞭毛的較短版本，其存在于蒼蠅的某些神經(jīng)元中以及人類的許多細(xì)胞類型中，其中它們用作外部刺激的傳感器。與鞭毛一樣，初級(jí)纖毛含有由基體模板化的微管陣列。

總之，這些結(jié)果揭示了CENTROBIN的多功能性，CENTROBIN是一種蛋白質(zhì)，在同一生物體中的不同細(xì)胞類型中起著相反的作用。

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