近日，一項刊登在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自美國海洋生物實驗室的科學家們通過研究在海洋無脊椎動物中鑒別出了一種能驅(qū)動精子和卵子細胞之間趨化作用的關(guān)鍵分子。

100年前，來自芝加哥大學的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，海洋無脊椎動物的卵子能夠釋放一種特殊的化學因子來吸引精子，這一作用稱之為化學趨向性作用，基于這一作用，在控制擺動的精子尾部鈣離子濃度上升的幫助下，精子會以一定的化學梯度游動從而到達卵子。

在過去很多年里研究人員發(fā)現(xiàn)了多種細胞組分能將化學趨化刺激轉(zhuǎn)化成為鈣離子效應，但卻缺少了一個關(guān)鍵因素，精子環(huán)境中鈣離子能夠進入到其尾部的先決條件就是精子細胞pH值首先要變成堿性的，目前研究人員并未闡明促進pH值發(fā)生改變的關(guān)鍵分子。這項研究中，研究人員就通過研究發(fā)現(xiàn)了這一分子。

這種特殊分子能促進鈉離子流入到精子細胞中，隨后質(zhì)子會被帶出細胞，長期以來我們一直知道所謂的鈉離子/質(zhì)子交換，這種交換方式較為特殊，其是一種特殊的嵌合體，能夠與起搏離子通道共享結(jié)構(gòu)特征，起搏離子通道能控制心跳和大腦中的生物電活性。精子中的鈉離子/質(zhì)子交換通道就好像起搏離子通道一樣，其能被電壓傳感蛋白所激活，當精子捕獲化學引誘分子時，電壓就會變成負值，因為鉀離子通道處于開啟狀態(tài)，而鈉離子則會離開細胞，這種電壓傳感蛋白能夠記錄電壓的改變，同時這種交換就開始從細胞中輸出質(zhì)子，精子細胞內(nèi)部就會變成堿性狀態(tài)，當這種機制處于失活狀態(tài)時，精子尾部鈣離子的脈沖就會被抑制，這樣精子就會在到達卵子的途中發(fā)生丟失。（生物谷Bioon.com）

原始出處：F. Windler, W. Bönigk, H. G. Körschen, et al. The solute carrier SLC9C1 is a Na+/H+-exchanger gated by an S4-type voltage-sensor and cyclic-nucleotide binding, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-05253-x