十多年來,科學家們已經知道大約一千個基因編碼脊椎動物(包括一些在最不可能的地方——精子細胞中發揮作用的基因)中的氣味或化學“氣味”受體。但直到最近,他們才開始解開自然界如何程式設計精子,將卵子的氣味轉化為受精的勝利。發表在最新一期《科學》雜誌上的研究工作提供了迄今為止最好的證據,證明人類精子在化學上被卵子吸引。
德國波鴻魯爾大學的馬克·斯佩爾及其同事在人類睪丸組織中發現了一種以前未知的氣味受體,稱為 hOR17-4。為了弄清它的工作原理,他們克隆了該受體並將其移植到人類胚胎腎細胞中,以尋找能夠啟用它的化合物或配體。在約 100 種合成化合物的混合物中,該團隊發現了一種效果最佳的化合物:bourgeonal(鈴蘭醛)。
然後,研究人員採用了計算機跟蹤技術來探測精子如何利用氣味受體來追蹤卵子。他們使用類似於延時攝影的技術,記錄了精子向極低濃度的鈴蘭醛競速的過程。在另一種化合物 undecanal(十一醛)存在的情況下,精子無法找到卵子。
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更好地瞭解哪些化合物有助於指導受精過程可以提高生育治療的成功率,併為避孕提供新方法。但目前,科學家們還不知道鈴蘭醛是否在女性體內產生。加州大學洛杉磯分校的團隊成員理查德·K·齊默希望科學家們能夠利用鈴蘭醛的化學結構來識別可能存在於人類女性卵子環境中的潛在精子引誘劑。由於精子對微量的鈴蘭醛有反應,齊預設為同樣的過程很可能自然發生。“鈴蘭醛不一定是天然配體,但它模仿的某種東西很可能是,”他說。“而且它在低劑量下有效非常重要,因為卵子無法釋放那麼多物質,因為它太小了。”