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施一公点赞!90后吴建平再次问鼎Nature,解析精子阳离子通道复合物三维结构

前瞻网    2021-07-07 10:48

 

精子特异性阳离子通道CatSper,自发现以来就成为了治疗男性不育以及开发新型非激素类避孕药的重要靶点。

7月5日,西湖大学生科院吴建平团队在国际顶尖学术期刊Nature发表了一篇题为“Structure of a mammalian sperm cation channel complex的研究论文”。该研究在全世界首次解析了哺乳动物精子阳离子通道复合物CatSper的高分辨率三维结构,鉴定出了该复合物的多个全新组分,并将其定义为:CatSpermasome(CatSper通道体)。

施一公点赞!90后吴建平再次问鼎Nature,解析精子阳离子通道复合物三维结构

论文摘要中提到,精子的阳离子通道(CatSper)对精子活力和生育力至关重要。CatSper由四个成孔亚基CatSper1-4 =和至少六个辅助亚基(CatSperβ、γ、δ、ε、ζ和EFCAB9)共同组成,任一亚基的功能缺陷都将直接导致雄性生育力减低,甚至完全不育。这些是目前已知的最复杂的离子通道,结构解析难度极大,也因此一直未能取得大的进展。

而吴建平团队另辟蹊径,直接从精子本身入手,从小鼠精子中提取现成的CatSper蛋白,并纯化出了鼠源CatSper复合体蛋白。

之后,研究人员报道了从小鼠精子中分离的CatSper复合物的低温电子显微镜结构。从细胞外的角度看,CatSper1-4符合传统的域交换电压门控离子通道(VGIC)折叠,呈逆时针排列。辅助亚基CatSper4、1、3、2分别与CatSper4、1、3、2相互作用,构成一个亭状结构,稳定整个复合体。

在电子显微镜图中揭示了一些之前未被鉴定的成分,例如有机阴离子转运体SLCO6C1。研究人员们将这个通道转运体超复合体命名为CatSpermasome。

总体来看,论文中介绍了CatSpermasome的组装和组织细节,为CatSpermasome相关男性不育治疗和非激素避孕药的发展奠定了基础。

上述成果发表后,很快获得了著名结构生物学家、西湖大学校长施一公“点赞”评价称:“这是一个充分彰显结构生物学魅力的突破性进展。”

据悉,西湖大学生命科学学院吴建平研究员为该论文唯一通讯作者。值得注意的是,吴建平研究员是清华大学生命学院2012级直博生,师从颜宁教授,从事蛋白质结构研究。博士和博后期间,吴建平以第一作者或者共同第一作者身份在CNS(Cell、Nature、Science)期刊上共发表论文8篇,作为一名“90后”,29岁就以独立PI身份入职西湖大学,被施一公教授称为西湖大学“后浪”。

前瞻经济学人APP资讯组

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