7月5日晚，来自西湖大学生命科学学院和西湖实验室的吴建平领导的团队在《自然在线》上发表了题为《哺乳动物精子阳离子通道复合物的结构》的最新研究，描述了精子阳离子的高分辨率三维结构，这是受精过程中重要的离子通道复合物。

　　这是世界上第一次发现这种超级复合体，并确定了几个以前未知的组件，被称为 "精子阳离子通道体"。

　　衡阳供卵机构包成功

　　1、结构生物学家和西湖大学校长施一公评论说："这是结构生物学的一个突破，令人着迷。人类第一次看到了精子阳离子的全貌，这是一个在哺乳动物受精过程中起关键作用的钙通道复合体，更重要的是发现了新的蛋白质成分，并提出了精子阳离子体的概念，这必将大大促进对其功能的研究。"

　　2、什么是精子阳离子？它对我们的生命活动意味着什么？让我们从生命的起源--受精开始说起。

　　3、吴建平介绍，受精是所有高等生物有性繁殖的第一步。受精过程中，如果精子或卵子有缺陷，就会导致不孕不育。作为精子激活的开关，精子阳离子的结构和功能是该领域仍需澄清的众多生物学问题之一。

　　众所周知，精子阳离子是分布在精子上的阳离子通道复合体，目前被认为是精子膜上的主要钙通道。

　　"在小鼠模型中，精子阳离子失活会导致精子运动能力异常和男性不育。吴说："在男性不育症患者的许多测试中也发现精子阳离子的表达明显减少，而精子阳离子2的突变体则导致精子弱。

　　形象地说，精子必须做两件非常重要的事情才能成功受精："游 "到卵子上，并在卵子上 "钻 "洞，其中b

　　但是在过去的20年里，尽管国内外有许多团体在研究精子阳离子的结构，但进展却极为有限。

　　"一个离子通道通常由一个负责运输离子的核心部件组成，稍微复杂的通道有一些辅助部件，到目前为止我研究的通道最多有五个部件，"吴说。然而，精氨酸的独特之处在于它由10个成分组成，它是已知的最复杂的离子通道，这使得对其结构的研究非常困难。迄今为止，在已知的10个组件中，还没有任何一个组件的结构信息被公布"。

　　2023年，吴晓波结束了在普林斯顿大学的博士后研究，全职转到西湖大学。这时，他把目光投向了精子阳离子。吴建平的团队意识到，精子阳离子蛋白可能还有其他潜在的活性成分，而这些成分的缺失阻碍了获得完整的精子阳离子蛋白。该小组选择了一条替代路线，并转向精子细胞本身。通过持续的研究和对方法的优化，他们最终成功地提纯了小鼠的精子阳离子复合蛋白。

　　"相当于传统的方法是用细胞来复制精子阳离子，而我们直接从小鼠的精子开始，获得成品的精子阳离子。" 吴建平说。

　　利用WSU的低温电子显微镜平台，吴建平的研究小组利用单个颗粒的三维重建技术来澄清情况，精子阳离子的真实性质终于被揭示出来--结构显示它实际上是一个至少有14个组成部分的超级复合物，吴建平的研究小组将其称为精子阳离子体。

　　高分辨率电子显微镜三维重建显示，精子阳离子通道体的各个组成部分重叠在一起，像水母一样被包围着，有一个暴露在精子细胞膜外的大 "头"，一个位于细胞膜中间的腰部部分，还有几个延伸到细胞深处的细 "腿"。

　　重要的是，研究小组发现，精子阳离子通道体的新功能成分之一是促进者蛋白大家族的成员。

　　精子阳离子通道体同时含有通道和转运蛋白。这不仅刷新了我们对精子阳离子组成的认识，而且还推翻了离子通道和转运蛋白在细胞中是分开的传统观念。

　　这项工作首次揭示了精子阳离子通道体的独特结构，并提供了一个深刻的机制。