在一个由卡罗琳斯卡医学院领导的新研究中，研究人员发现，当卵子被精子受精后，周围的卵子外壳会紧缩，从机械上阻止其他精子的进入，以及随后胚胎的死亡。这项研究还解释了卵子外壳蛋白质的突变如何导致女性不育，最终可能导致新的避孕方法的出现。这项研究发表在《细胞》杂志上。

哺乳动物的受精始于一粒精子附著在卵子外壳上，这是一层纤维状的细胞外包裹，精子必须穿透它才能与卵子融合。现在，一个国际研究团队详细描绘了ZP2蛋白的结构和功能，这是卵子外壳纤维组成部分的关键，在受精时调节卵子和精子如何相互作用。

「我们知道在第一粒精子进入卵子后，ZP2会被切割，我们解释了这一事件如何使卵子外壳变硬并对其他精子不透水，」卡罗琳斯卡医学院生物科学和营养系的教授Luca Jovine说，他领导了这项研究。「这阻止了多精受精——即多个精子与单个卵子融合——这是对胚胎来说致命的条件。」

受精后卵子外壳的变化对女性生育能力也至关重要，因为它确保了发育中的胚胎得到保护，直到它在子宫中植入。因此，这一新知识可能对开发干扰卵子外壳形成的非激素避孕药的开发有影响。此外，该研究解释了与卵子外壳相关的女性不育形式。

「卵子外壳蛋白质编码基因的突变可以导致女性不育，而且越来越多这样的突变被发现，」Luca Jovine解释说。「我们希望我们的研究能够有助于女性不育的诊断，可能还能预防意外怀孕。」

重要的是，该研究还显示，之前认为是精子受体的ZP2的一部分对于精子附著在卵子上并不是必需的。这引发了关于真正的卵子外壳上精子受体是什么的问题，研究人员计划进一步调查。

研究人员结合了X射线晶体学和冷冻电镜来研究卵子外壳蛋白的3D结构。在小鼠中对携带ZP2蛋白突变的精子和卵子之间的相互作用进行了功能研究，同时使用AI程序AlphaFold预测人类卵子外壳的结构。

这项研究是与日本的大阪大学和上智大学以及美国的匹兹堡大学合作进行的，使用了在SciLifeLab以及ESRF、DLS和BESSY II同步加速器收集的数据。

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