精子缺少这种修饰，就会原地转圈，从而导致男性不育

　　孩子是爱情的结晶，是家庭的瑰宝，但不幸的是，随着生活压力越来越大，环境污染越来越严重等因素，很多想生孩子的家庭都被不孕不育所困扰。

　　据统计，我国有5000多万不孕患者，占正常育龄人口的10%以上。这个庞大的数字超出了我们的想象。更重要的是，研究表明，至少五分之一的不孕病例仍然无法解释。同时，将近一半的不孕患者是由男性引起的。

　　2021年1月8日，由法国居里学院、巴黎萨克利大学和马克斯·普朗克研究所组成的跨国研究团队在国际顶级学术期刊《科学》杂志上发表了题为: 微管蛋白糖基化控制轴突动力蛋白活性、鞭毛搏动和男性生育力本文也被选为目前的封面论文。这项研究表明一种特殊的微管蛋白修饰—— 糖基化修饰精子保持直线游动非常重要。当这种改造受到干扰时，精子只能原地打转，不能直线前进，这将导致某些形式的男性不育，从而揭示男性不育的新机制。微管 (微管蛋白) 它是真核细胞骨架的关键组成部分。有趣的是，虽然微管参与许多功能，但微管蛋白在大多数细胞类型和生物体中的结构非常相似。因此，认为微管蛋白翻译后修饰组合形成的“微管蛋白密码”是微管发挥不同功能的关键。值得注意的是，精子的尾鞭毛也是由微管组成的，鞭毛必须以非常精确协调的方式跳动才能保持精子游动，否则会导致男性不育。

　　以往的研究表明，甘氨酸修饰可能在精子鞭毛运动中起重要作用，但科学界对此方面仍缺乏深入了解。在这项研究中，研究人员发现，当精子的微管蛋白缺乏甘氨酸修饰时，精子的运动方式会受到干扰，导致这些精子大部分只能转圈游动，而不能直线运动。这篇文章的第一作者Sudarshan Gadadhar博士解释说:“精子鞭毛的核心由微管和数万个被称为动力蛋白的小分子马达组成。为了保证精子的正常活动，这些动力素的活动必须密切协调。然而，这项研究现在发现，在没有甘氨酸的情况下，它们变得不协调，导致精子旋转。”当精子的微管蛋白缺乏糖基化修饰时，精子的运动方式就会发生改变。

　　为了进一步探索这一现象背后的机制，研究小组构建了一个缺乏两种酶的 (Ttll 3/Ttll 8/) 双淘汰制鼠标模型。这两种酶的失活导致细胞中纤毛和鞭毛缺乏糖基化修饰，从而研究糖基化修饰在这些细胞器中的作用。基于上述基因敲除小鼠模型，研究人员观察到缺乏糖基化的小鼠精子存在功能缺陷，导致生育能力下降。TTL 3/Ttll 8/双基因敲除小鼠显示不育和精子活力下降。然后，研究小组使用低温电子显微镜观察鞭毛的分子结构及其分子马达。对突变精子鞭毛的分析表明，这些鞭毛的构建是正确的，武器的结构被打乱了。同时，分类分析显示Ttll 3/Ttll 8/双基因敲除小鼠精子中ODAs和IDAs的发生率和分布发生了变化。这些超微结构的发现表明，糖基化是有效控制动力蛋白的动态冲程循环的必要条件，这对于产生生理鞭毛脉动是非常重要的。精子尾鞭毛中微管蛋白的糖基化修饰控制精子的运动。

　　总之，本研究表明了甘氨酸对控制精子鞭毛蛋白运动的重要性，从而揭示了男性不育的新机制。更重要的是，这一发现表明“微管蛋白修饰密码”在基础生物的微管调控过程中起着积极的作用。此外，微管是真核细胞骨架的重要组成部分，与许多疾病的发生发展密切相关。因此，这项研究工作也为更深入地了解许多疾病打开了大门，如发育障碍、癌症、肾脏疾病或呼吸和视觉障碍。