在一個由卡羅琳斯卡醫學院領導的新研究中，研究人員發現，當卵子被精子受精後，周圍的卵子外殼會緊縮，從機械上阻止其他精子的進入，以及隨後胚胎的死亡。這項研究還解釋了卵子外殼蛋白質的突變如何導致女性不育，最終可能導致新的避孕方法的出現。這項研究發表在《細胞》雜誌上。

哺乳動物的受精始於一粒精子附著在卵子外殼上，這是一層纖維狀的細胞外包裹，精子必須穿透它才能與卵子融合。現在，一個國際研究團隊詳細描繪了ZP2蛋白的結構和功能，這是卵子外殼纖維組成部分的關鍵，在受精時調節卵子和精子如何相互作用。

「我們知道在第一粒精子進入卵子後，ZP2會被切割，我們解釋了這一事件如何使卵子外殼變硬並對其他精子不透水，」卡羅琳斯卡醫學院生物科學和營養系的教授Luca Jovine說，他領導了這項研究。「這阻止了多精受精——即多個精子與單個卵子融合——這是對胚胎來說致命的條件。」

受精後卵子外殼的變化對女性生育能力也至關重要，因為它確保了發育中的胚胎得到保護，直到它在子宮中植入。因此，這一新知識可能對開發幹擾卵子外殼形成的非激素避孕藥的開發有影響。此外，該研究解釋了與卵子外殼相關的女性不育形式。

「卵子外殼蛋白質編碼基因的突變可以導致女性不育，而且越來越多這樣的突變被發現，」Luca Jovine解釋說。「我們希望我們的研究能夠有助於女性不育的診斷，可能還能預防意外懷孕。」

重要的是，該研究還顯示，之前認為是精子受體的ZP2的一部分對於精子附著在卵子上並不是必需的。這引發了關於真正的卵子外殼上精子受體是什麽的問題，研究人員計劃進一步調查。

研究人員結合了X射線晶體學和冷凍電鏡來研究卵子外殼蛋白的3D結構。在小鼠中對攜帶ZP2蛋白突變的精子和卵子之間的相互作用進行了功能研究，同時使用AI程序AlphaFold預測人類卵子外殼的結構。

這項研究是與日本的大阪大學和上智大學以及美國的匹茲堡大學合作進行的，使用了在SciLifeLab以及ESRF、DLS和BESSY II同步加速器收集的數據。

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