近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自美国海洋生物实验室的科学家们通过研究在海洋无脊椎动物中鉴别出了一种能驱动精子和卵子细胞之间趋化作用的关键分子。
100年前，来自芝加哥大学的科学家们通过研究发现，海洋无脊椎动物的卵子能够释放一种特殊的化学因子来吸引精子，这一作用称之为化学趋向性作用，基于这一作用，在控制摆动的精子尾部钙离子浓度上升的帮助下，精子会以一定的化学梯度游动从而到达卵子。
在过去很多年里研究人员发现了多种细胞组分能将化学趋化刺激转化成为钙离子效应，但却缺少了一个关键因素，精子环境中钙离子能够进入到其尾部的先决条件就是精子细胞pH值首先要变成碱性的，目前研究人员并未阐明促进pH值发生改变的关键分子。这项研究中，研究人员就通过研究发现了这一分子。
这种特殊分子能促进钠离子流入到精子细胞中，随后质子会被带出细胞，长期以来我们一直知道所谓的钠离子/质子交换，这种交换方式较为特殊，其是一种特殊的嵌合体，能够与起搏离子通道共享结构特征，起搏离子通道能控制心跳和大脑中的生物电活性。精子中的钠离子/质子交换通道就好像起搏离子通道一样，其能被电压传感蛋白所激活，当精子捕获化学引诱分子时，电压就会变成负值，因为钾离子通道处于开启状态，而钠离子则会离开细胞，这种电压传感蛋白能够记录电压的改变，同时这种交换就开始从细胞中输出质子，精子细胞内部就会变成碱性状态，当这种机制处于失活状态时，精子尾部钙离子的脉冲就会被抑制，这样精子就会在到达卵子的途中发生丢失。（生物谷Bioon.com）
原始出处：F. Windler, W. Bönigk, H. G. Körschen, et al. The solute carrier SLC9C1 is a Na+/H+-exchanger gated by an S4-type voltage-sensor and cyclic-nucleotide binding, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-05253-x