來源：iNature（ID:Plant_ihuman）
精子的陽離子通道（CatSper）對精子活力和生育能力至關重要。CatSper包含成孔CatSper1-4和多個輔助亞基，包括CatSperβ、γ、δ、ε、ζ和EFCAB9。
2021年7月5日，西湖大學吳建平團隊在Nature線上發表題為“Structure of a mammalian sperm cation channel complex”的研究論文，該研究報告了從小鼠精子中分離的CatSper複合物的冷凍電鏡結構。
在細胞外視圖中，CatSper1-4遵循逆時針排列的常規域交換電壓門控離子通道（VGIC）折疊。輔助亞基CatSperβ、γ、δ、ε，每個都包含一個跨膜（TM）片段和一個大的細胞外結構域，構成一個亭狀結構，通過與CatSper4、1、3、2的相互作用分別穩定整個複合體。EM圖中揭示了幾個以前未表徵的成分，例如有機陰離子轉運蛋白SLCO6C1。該研究將這種通道轉運蛋白超複合物命名為CatSpermasome。這裡介紹的CatSpermasome的組裝和組織細節為CatSpermasome相關男性不育治療和非激素避孕藥的開發奠定了基礎。
受精，即精子和卵子的結合，是孕育新生命的基本生物學過程。受精過程中的幾個關鍵步驟，包括精子過度活化、頂體反應和精子-卵子融合，都受Ca2+信號傳導的調節。精子特异性陽離子通道CatSper，主要位於成熟精子鞭毛的主要部分，負責受精過程中多種Ca2+依賴性生理反應。CatSper介導的Ca2+訊號啟動了控制精子活力的酪氨酸磷酸化級聯反應。CatSper在精子趨化中也發揮著核心作用。例如，CatSper介導類固醇性激素孕酮誘導的人類精子中的Ca2+流入。
CatSper包含所有已知離子通道中最多的亞基。在已識別的組件中，CatSper1-4之間以及與相關VGIC共亯相對較低的序列同一性（~20%）。CatSper的輔助亞基均與VGIC的亞基沒有序列同源性，這表明其獨特的組裝機制尚待揭示。
CatSper的突變會損害男性的生育能力。由於精子過度活化的喪失，小鼠中CatSper1、2、3或4的缺失會導致精子活力异常和雄性不育。在人類中，CatSper1的表達水准在精子活力不足的低生育力患者中顯著降低。CatSper2突變與人類弱畸形精子症有關，後者會導致非綜合征型男性不育症。CatSper被認為是治療男性不育症的潜在靶點。相反，它也是開發非激素避孕藥的有吸引力的靶標。
儘管CatSper具有生理學重要性，但已確定的10個亞基均未在結構上進行表徵。為了闡明CatSper的組裝，該研究從小鼠精子中分離出內源性CatSper複合物並確定其冷凍電鏡結構，該研究表明CatSper是一種通道轉運超複合物，將其命名為CatSpermasome。這裡介紹的CatSpermasome的組裝和組織細節為CatSpermasome相關男性不育治療和非激素避孕藥的開發奠定了基礎。
據瞭解吳建平於2012年畢業於清華大學，獲得學士學位；博士期間師從顏寧教授，2017年畢業於清華大學生命科學學院，獲得理學博士學位。2017年至2019年在普林斯頓大學從事博士後研究。博士和博士後期間主要從事離子通道、跨膜轉運蛋白等膜蛋白的結構生物學研究，以第一作者或者共同第一作者身份在Cell、Nature、Science等期刊發表多篇研究文章。2017年獲吳瑞獎。2019年9月全職加入西湖大學生命科學學院。
參考消息：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03742-6
https://www.westlake.edu.cn/academics/School_of_Life_Science/About/Our_Faculty/202006/t20200617_5894.shtml
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