科学家揭秘精子和卵子结合之谜：如同锁与钥匙的完美契合

这张由大阪大学和分子病理学研究所于2024年10月提供的显微镜图像显示了以红色和绿色标记的小鼠卵子的受精。DNA标记为蓝色，显示在顶部的卵子和左下角的精子细胞中。

长久以来，精子和卵子究竟是如何神奇地融合在一起的，一直是生物学界的一大谜团。然而，奥地利科学家的最新研究成果为我们揭开了这一神秘面纱，他们发现，受精过程就像一把精心雕琢的钥匙与锁之间的完美契合，这一机制在从鱼类到人类的整个脊椎动物王国中都普遍存在。

维也纳分子病理学研究所的合著者安德烈亚·泡利兴奋地表示：“据我们所知，我们首次发现了这种在所有脊椎动物中都极为基础的机制。”

这张由分子病理学研究所于 2024 年 10 月提供的显微镜图像显示了斑马鱼卵子被精子受精，标记为橙色。

研究小组经过深入探索，发现精子表面有三种蛋白质紧密相连，它们共同构成了一把能够打开卵子大门的钥匙，使精子能够顺利附着其上。这一发现得益于对斑马鱼、小鼠和人类细胞的细致研究，这些研究展示了这一机制在数百万年进化历程中的持续存在。相关研究成果已于周四在权威杂志《细胞》（Cell）上发表。

科学家们此前已经了解到两种蛋白质，一种位于精子表面，另一种则镶嵌在卵子的膜上。泡利实验室与国际合作伙伴携手，借助谷歌DeepMind的人工智能工具AlphaFold（其开发者本月早些时候荣获诺贝尔奖）的帮助，成功确定了一种全新的蛋白质。这种蛋白质在精子和卵子之间建立了首个分子连接，并展示了它在生物体中的关键作用。

这张由分子病理学研究所于 2024 年 10 月提供的显微镜图像显示了人类精子。

泡利坦言，过去科学家们一直不清楚这些蛋白质是如何“作为一个团队协同工作，以实现精子和卵子之间的相互识别”。

尽管取得了这一重要突破，但科学家们仍对精子在附着后如何实际进入卵子内部的过程感到困惑，他们希望未来能对此进行更深入的研究。

这张显微镜图像由大阪大学和分子病理学研究所于 2024 年 10 月提供，显示了标记为红色和绿色的小鼠卵子和标记为蓝色的精子。

泡利指出，这项研究最终将有助于其他科学家更深入地了解不孕症的成因，甚至为开发新的节育方法提供有力支持。特别是，这一发现为男性避孕药的研发提供了新的目标。

这张由分子病理学研究所于 2024 年 10 月提供的电子显微镜图像显示，斑马鱼精子与斑马鱼卵的精子进入部位结合。

未参与该研究的明尼苏达大学遗传学和细胞生物学专家戴维·格林斯坦也表示，这项最新研究“进一步凸显了今年诺贝尔化学奖的重要性”。

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