多伦多大学的研究人员揭示了创造人类生命的最初步骤--人类精子和卵子之间的第一次互动。这些发现为更好地了解受精过程奠定了基础，并可能导致非激素避孕药的开发。

　　多伦多大学实验医学和病理学系教授Jeffrey Lee说："我们提供了第一个原子级的三维图像，显示了在受孕迫在眉睫时卵子和精子之间的分子相互作用。我们的模型描述了精子的Izumo1蛋白与卵子的Juno蛋白在融合部位的互动机制。这为开发非荷尔蒙避孕药提供了一个蓝图"。

　　这项研究发表在6月15日的《自然》杂志上。

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　　1、2014年，来自惠康基金会桑格研究所的研究人员发现，精子和卵细胞表面的一些相互作用的蛋白质是创造哺乳动物生命的必要条件。这些蛋白质被称为Izumo1和Juno，使精子和卵子能够相互识别。这一发现发表在《自然》杂志上（《自然》讲述了一个新的故事：当精子遇到卵子）。

　　2、虽然以日本著名的婚姻神社命名的Izumo1和以罗马神话中的婚姻和生育女神命名的Juno在受精过程中发挥着重要作用。然而，科学家们对精子与卵子融合的确切方式知之甚少--尽管它对生殖医学至关重要。

　　3、在实验室中生成稳定的蛋白质的困难阻碍了对这两种蛋白质结合机制的研究。李和他的实验室通过使用昆虫细胞生成这些蛋白质解决了这个问题。然后他们使用X射线晶体学来重建这些蛋白质的三维结构。

　　研究人员使用了加拿大光源的人类Izumo1-Juno蛋白晶体的X射线衍射，该光源是一个国家同步辐射研究基地。利用先进的计算算法，他们确定了蛋白质结构中每个原子的三维坐标，提供了一个结构蓝图--这使他们能够看到这些蛋白质如何相互作用。

　　研究小组发现，Izumo1包含两个结构域，由一个铰链状结构连接，在精子表面采用回旋镖的形状。"论文第一作者、Lee实验室的博士生Halil Aydin说："也许最令人惊讶的是，Izumo1的构造与其他病毒和细胞融合蛋白完全不同。

　　研究小组证实，当Izumo1与Juno结合时，它经历了一个构象变化，放弃了回旋镖的形状。与加州大学圣地亚哥分校的研究人员一起，他们还发现，在结合后，Izumo1稳定在一个锁定的直立位置。

　　这些结果表明，Izumo1和Juno之间的相互作用在人类和灵长类动物中是保守的，但在一些哺乳动物物种中有所不同。"Aydin说："可能特定的人类Izumo1和Juno的相互作用为跨物种受精提供了一个额外的障碍。

　　研究人员还发现，与许多科学家所认为的相反，人类Izumo1和Juno非常紧密地结合在一起。受精后，卵子从其表面脱落了Juno分子。脱落的Juno与Izumo1的紧密结合阻止或中和了进入的精子，阻止了一个以上的精子与卵子受精。

　　李说，关于精子-卵子融合仍有许多问题需要回答。特别是，还有哪些蛋白质对这个过程至关重要。到目前为止，对许多细胞融合机制的理解都是基于病毒-细胞融合机制。

　　"对我们来说，阐明精卵融合的确切机制，了解生物学中各种融合过程的相似或不同，一定是令人兴奋的工作。我们已经为自己和其他研究人员奠定了坚实的基础。这项纯粹的基础科学研究现在为其他生物学家和临床研究人员开辟新的调查路线提供了指导"。

　　埃默里大学生物系主任L Hernault研究线虫的精子蛋白。他和其他研究人员在哺乳动物（包括人类）和线虫的受精过程中建立了联系。考虑到这两种动物在10亿年前有一个共同的祖先，这确实是一个非常意外的发现。一些人认为，这一发现最终可能导致男性 "避孕药 "的出现，并为精子和卵子受精的基本机制提供新的见解。这一发现最近发表在2016年4月的《当代生物学》（Cell子刊：男性避孕药可能即将问世）。

　　女性避孕药已经问世半个多世纪了，但男性避孕药一直停留在实验室阶段。最近，科学家们通过用两种FDA批准的药物靶向一种精子特异性蛋白，成功实现了雄性小鼠的可逆不育。这项发表在《科学》杂志上的重要研究为男性避孕药带来了新的启示（《科学突破：新型男性避孕药》）。

　　[Biotone: He Qiang]