卵子が精子の進入を制御する仕組みが新発見で明らかに(New discovery reveals how the egg controls sperm entry)

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2024-03-14 カロリンスカ研究所(KI)

カロリンスカ研究所の研究者による新しい研究によれば、卵が精子によって受精されると、周囲の卵殻が締め付けられ、追加の精子の侵入とそれに続く胚の死を機械的に防ぐ。この研究は、卵殻タンパク質の突然変異が女性の不妊症を引き起こし、最終的には新しい避妊法をもたらす可能性があることも説明している。哺乳類の受精は、精子が卵殻に付着することから始まり、国際研究チームは、受精時に卵と精子が相互作用する方法を調節する重要な役割を果たす卵殻フィラメント成分であるZP2タンパク質の構造と機能を詳細にマッピングした。

<関連情報>

ZP2切断は卵被膜の構造を調節することで多精を阻止する ZP2 cleavage blocks polyspermy by modulating the architecture of the egg coat

Shunsuke Nishio,Chihiro Emori,Benjamin Wiseman,…,Shigeki Yasumasu,Masahito Ikawa
Cell  Published:March 14, 2024
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.02.013

卵子が精子の進入を制御する仕組みが新発見で明らかに(New discovery reveals how the egg controls sperm entry)

Highlights

•Post-fertilization cleavage of zona pellucida (ZP) subunit ZP2 makes it oligomerize

•Premature ZP2 oligomerization causes infertility by impairing sperm penetration of ZP

•A native egg coat fragment structure sheds light on heteromeric ZP filament assembly

•Cleaved ZP2 cross-links ZP filaments to harden the egg coat and prevent polyspermy

Summary

Following the fertilization of an egg by a single sperm, the egg coat or zona pellucida (ZP) hardens and polyspermy is irreversibly blocked. These events are associated with the cleavage of the N-terminal region (NTR) of glycoprotein ZP2, a major subunit of ZP filaments. ZP2 processing is thought to inactivate sperm binding to the ZP, but its molecular consequences and connection with ZP hardening are unknown. Biochemical and structural studies show that cleavage of ZP2 triggers its oligomerization. Moreover, the structure of a native vertebrate egg coat filament, combined with AlphaFold predictions of human ZP polymers, reveals that two protofilaments consisting of type I (ZP3) and type II (ZP1/ZP2/ZP4) components interlock into a left-handed double helix from which the NTRs of type II subunits protrude. Together, these data suggest that oligomerization of cleaved ZP2 NTRs extensively cross-links ZP filaments, rigidifying the egg coat and making it physically impenetrable to sperm.

医療・健康
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