流线型精子背后的蛋白质为研发男性避孕药具提供了条件

在2008年北京奥运会上，穿着Speedo有争议的LZR Racer泳衣的游泳运动员打破了25项世界纪录中的23项，证明了流线更加精简的优势。日本的一项新研究表明，同样的理论也适用于精子。精子必须穿过雌性生殖道才能使卵子受精。在数以亿计的精子争夺一个卵子的情况下，在竞争中拥有优势是至关重要的。精子的流线型设计使其能够快速移动，从而提供这种优势。

(资料图片)

众所周知，未成熟的精子（精子）被细胞质（一种胶状液体）所包围。为了变得更加精简，在成熟的精子从创造它们的Sertoli细胞中释放出来之前必须丢弃这种细胞质，这个过程称为精子形成。尽管在以前的研究中已经观察到精子细胞质的脱落过程，但其背后的分子机制仍不清楚。

在发育成卵子或精子的生殖细胞内，存在着富含RNA的微小无膜结构，称为Nuage。Nuage被认为对生殖细胞的特化至关重要，并与参与精子生产的蛋白质编码基因--睾丸特异性丝氨酸激酶底物（TSKS）相互作用。

来自日本大阪大学的研究人员研究了使用CRISPR/Cas9系统删除小鼠体内TSKS的整个编码序列如何影响它们产生的精子的形状。

该研究的共同第一作者Keisuke Shimada说："利用基因组编辑技术，我们开发了一个TSKS被破坏的小鼠模型。我们发现，来自TSKS被破坏的小鼠的精子未能形成流线型，导致男性不育。"

研究人员发现，中断TSKS意味着精子不能产生两种特定的细小体，即网状体（RB）和染色体体的残留（CR）。没有RB和CR，小鼠的精子就不能正常地脱落其细胞质，最终导致细胞死亡（凋亡）。该研究表明，TSKS是形成RB和CR新的关键。

该研究的共同第一作者Soojin Park说："我们的结果显示，RB和CR nuage的生成依赖于TSKS。TSKS是精子消除细胞质和适应流线型蝌蚪形状所必需的"。

虽然该研究强调了TSKS和nuage之间的联系，但细胞质消除过程的分子机制仍然是一个谜，需要进一步研究。

研究人员说："即使在TSKS功能和成精过程之间有许多缺失的环节，但如果我们获得更多关于TSKS和相关蛋白的知识，就有可能理解这些机制。"

无论如何，该研究的发现与诊断和治疗不孕症有关，并对开发男性避孕药具具有潜力。

研究人员说："我们的研究可以促进我们对精子生成的理解，对特发性男性不育症的遗传诊断，以及对不育症患者的治疗。如果我们能找到抑制精子形成的化合物，这些发现可能会带来男性避孕药的开发进展"。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

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