男孩遇見女孩,，精子遇見卵子,。這個(gè)動(dòng)人的愛情故事就這么世世代代繼續(xù)下去。美國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家近日朝著理解這個(gè)故事的高潮部分又邁進(jìn)了一步,，即精子和卵子怎樣進(jìn)行融合產(chǎn)生全新的個(gè)體,。他們發(fā)現(xiàn)了一種與多種物種的精子和卵子融合有關(guān)的蛋白。相關(guān)論文即將發(fā)表在《基因與發(fā)育》（Genes & Development）上,。
一般來說,，受精主要分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段,，精子識(shí)別出卵子并附著在其果凍樣的外衣上,，“剝”去其中的一部分使其露出一部分細(xì)胞膜,。第二階段,，精子和卵子的細(xì)胞膜緊緊粘附在一起，之后就是DNA的混合,。
這個(gè)過程極為重要,，但是一直以來科學(xué)家對(duì)于控制受精的分子所知不多。其中一個(gè)障礙在于,，各種物種控制精子和卵子識(shí)別和粘附的蛋白是特有的,。這種獨(dú)特性防止了物種間的意外授精?？茖W(xué)家認(rèn)為這些識(shí)別蛋白的快速進(jìn)化在新物種的形成過程中扮演了重要的角色,。
在最新的研究中，由美國(guó)德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心William Snell和英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院Oliver Billker領(lǐng)導(dǎo)的研究小組詳細(xì)觀測(cè)了一種綠色單細(xì)胞藻類（Chlamydomonas reinhardtii）的受精過程,。他們發(fā)現(xiàn)一種名為HAP2基因的變異能夠組織膜融合,，但是早期的識(shí)別與粘附階段并不受其影響。
早前已知HAP2與植物的受精有關(guān),。當(dāng)研究人員在基因數(shù)據(jù)庫(kù)中巡檢HAP2時(shí),，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)多種物種中都存在HAP2。包括單細(xì)胞寄生蟲（如瘧疾）,、昆蟲,、簡(jiǎn)單動(dòng)物（如海葵）,、領(lǐng)鞭蟲（choanoflagellates,，與多細(xì)胞生物最為接近的單細(xì)胞生物）等。Billker表示,，“最初的動(dòng)物很可能具有這個(gè)基因,。”然而遺憾的是,，科學(xué)家尚未在包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)這一基因。
那么為什么HAP2在不同物種間具如此共同性,，而與精子卵子相互識(shí)別有關(guān)的蛋白卻如此獨(dú)特,？Snell認(rèn)為，一個(gè)可能的解釋是,，這種機(jī)制幫助有機(jī)體解決了兩個(gè)相互矛盾的進(jìn)化需求——一邊需要維持膜融合的工作機(jī)制,，一邊需要進(jìn)化出具物種特異性的精子卵子交互作用。
此次發(fā)現(xiàn)不僅加深了對(duì)于受精作用的理解,，而且還開啟了一種可能的對(duì)付瘧疾等寄生蟲疾病的途徑,。即將HAP2作為標(biāo)靶，使用藥物或疫苗阻止寄生蟲生殖細(xì)胞相互融合,，達(dá)到阻止它們復(fù)制的目的,。不過研究人員表示，現(xiàn)在還難以確定這種方式是否能夠奏效,。
美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的授精生物學(xué)家Janice Evans認(rèn)為,，HAP2出現(xiàn)在如此眾多的物種中是驚人的。她說：“這一基因在地球上的生命體內(nèi)存在如此之久,，這一事實(shí)促使你不得不思考它可能行使著重要的功能,。”另外，HAP2還有助于研究膜生物學(xué),，Evans說：“這一研究為考慮膜融合的機(jī)制打下了基礎(chǔ),。”（科學(xué)網(wǎng) 梅進(jìn)/編譯）
