科学家们已经确定了一种长期寻求的生育蛋白质，这种蛋白质允许精子附着到卵子表面。这一发现是理解受孕过程的重要一步，最终可能会催生新的避孕方法和不孕症治疗方法。“这非常重要，因为我们现在知道了两种负责精子与卵子结合的蛋白质，”纽约西奈山伊坎医学院的生物化学家和发育生物学家保罗·瓦萨曼说。
这项工作于今日发表在《自然》杂志上，由英国欣克斯顿韦尔科姆信托桑格研究所的生物化学家加文·赖特领导。他和他的团队正在寻找一种与 Izumo1 蛋白对应的物质，Izumo1 蛋白于 2005 年在精子细胞表面被发现。
科学家们知道 Izumo1 允许精子与卵子结合，开始受精过程。但没有人知道卵子表面的哪种蛋白质与 Izumo1 结合。
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鉴定参与结合步骤的蛋白质一直很困难，因为这些分子倾向于彼此结合得非常微弱。因此，赖特和他的团队设计了一种方法来聚集 Izumo1 蛋白，然后在细胞培养中寻找会与这些聚集物结合的卵细胞蛋白。赖特将这项技术比作使用许多单独的织物环构建维可牢尼龙搭扣：“每个小钩子的附着力都很弱，但当[它们]以阵列形式聚集时，即使是最短暂的相互作用也会稳定下来，因此可以被检测到，”他说。
使用这种方法，该团队钩住了一种名为叶酸受体 4 的蛋白质，这种蛋白质存在于小鼠卵细胞表面。赖特的团队建议将这种卵子蛋白质重新命名为 Juno，以罗马生育和婚姻女神朱诺命名。Izumo1 也以生殖的文化符号命名——日本的一座婚姻神社。
该团队发现，Juno 也存在于包括人类在内的哺乳动物中，并且如果没有它，人类的卵子和精子就无法融合。他们还发现，缺乏 Juno 的雌性小鼠是健康的，但无法繁殖。研究人员表示，这使得 Juno-Izumo1 伙伴关系成为在任何生物体中发现的第一个对生殖至关重要的伙伴关系。
赖特和他的团队还发现，Juno 还有另一项重要工作——阻止其他精子细胞在卵子受精后与之结合。一旦一个精子细胞与卵子结合，Juno 就会在 30-45 分钟内从卵子表面消失。
赖特说，这些发现可以立即用于生育治疗。有受孕困难的女性可以接受测试，以确定她们是否缺少或存在缺陷 Juno 蛋白。如果她们确实如此，她们可以尝试卵胞浆内单精子注射，即将单个精子细胞注射到卵子中。但受益的女性人数尚不清楚，因为 Juno 尚未与生育能力联系起来进行研究。
这项发现还指出了阻止精子和卵子融合以预防怀孕的潜在方法。瓦萨曼说，科学家们现在可以研究 Juno-Izumo1 复合物的结构，或许可以开发一类新的避孕药物，干扰这种连接。