在生命繁衍的微观世界里,一场重大突破正在改写我们对受精过程的认知。借助革命性的人工智能工具 AlphaFold,科学家们如同拥有了一把精密的分子“显微镜”,首次洞察到一种全新蛋白质复合物,它宛如一把隐匿许久的钥匙,悄然开启精子与卵子融合的神秘大门,让受精背后那些微妙且关键的分子互动瞬间清晰起来。

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以往,基因研究虽已在精子卵子初次“碰面”的舞台上,识别出不少蛋白质“演员”,可它们究竟如何默契搭档、编织成复合物来推动受精进程,一直是未解谜团。像是拼图缺失了关键几片,始终拼凑不出完整画面。

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如今,IMP 的 Andrea Pauli 实验室果敢跨界,联合全球顶尖科研力量,开创性地将人工智能预测与实证研究紧密捆绑,硬是从复杂的分子迷宫里拽出了这个至关重要的受精复合物。他们扎根斑马鱼、小鼠以及人类细胞样本,反复雕琢实验,这份凝结心血的成果最终闪耀登刊《细胞》,引发学界震动。

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想象一下,受精这场生命首秀,起始于精子在化学信号“导航”下的长途奔袭,目标明确——卵子。二者一旦相遇,特定蛋白质瞬间“激活”,像精准匹配的榫卯结构,让精子稳稳附着于卵子表面。这一连接如同导火索,迅速让细胞膜做好融合准备,遗传物质顺势相拥,受精卵诞生,一个新生命的传奇就此萌芽。

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尽管此前科学界已逐步揭开部分早期环节,但精子卵子究竟怎样无缝对接、融合机制究竟如何运作,依旧如深埋地下的宝藏,难以触及。毕竟,这俩细胞身负独特“使命”,其融合过程中的分子级连锁反应,复杂程度远超常规细胞,科学家们多年来也只是摸到些许皮毛。过去二十年,虽陆续发现多种精子卵子“互动”关键蛋白,但确凿证实直接结合的,仅有 Izumo1 和 Juno 这对“明星组合”。

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时势造英雄,AlphaFold 的横空出世扭转乾坤。Pauli 团队乘胜追击,启用进阶版“AlphaFold Multimer”,犹如给传统分子研究配上超强“外挂”,使其能精准模拟不同蛋白质的组合形态。团队目光如炬,率先锁定精子表面蛋白,借助 AI 海量筛选,一份潜在分子“候选清单”迅速出炉。博士后 Victoria Deneke 透露:“我们利用 AlphaFold 对精子膜蛋白进行地毯式排查,预测出它们的‘社交网络’,那些可能相互作用的组合瞬间无处遁形。”

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惊喜接踵而至,研究发现 Izumo1 和 Spaca6 这俩“老相识”,竟还拉上神秘新成员 Tmem81,组成全新三聚体复合物。Andreas Blaha 难掩激动:“凭空冒出的新蛋白,瞬间搅乱原有认知,更惊喜的是,我们能直观目睹它们如何携手共舞,这感觉就像见证分子世界的一场奇幻派对!”

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科研团队并未止步于理论猜想,迅速转战活体生物实验战场。从斑马鱼到小鼠,再深入人类细胞,多维度验证全面铺开。结果令人振奋,三聚体复合物不仅真实存在于细胞内,更是横跨不同脊椎动物物种,成为进化长河里的“保留曲目”。一旦它“缺席”,动物繁衍即刻亮起红灯,不育魔咒悄然降临。

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原来,精子上的三聚体如同定位精准的“锚”,部分蛋白化身“开锁密码”,精准对接卵子表面的“护卫”蛋白,恰似开启生命宝库的专属密匙,这一机制虽在卵子蛋白层面因物种各异略有差别,但核心逻辑却在脊椎动物间惊人一致。

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Andrea Pauli 感慨万千:“锁定这一复合物,如同在进化迷宫里找到关键出口。历经数百万年依旧坚挺的它,无疑是生命繁衍的核心‘引擎’,更妙的是,精子三聚体与多样卵子蛋白的搭配,彰显出进化的无穷巧思,竟在生命起点处打造出一套通用‘法则’,这是自然给予科学最美的馈赠!” 此番发现,无疑为生殖医学、进化生物学等领域注入全新活力,未来,更多围绕生命起源的谜题或将在这一突破的启迪下逐一揭晓。