精子鞭毛以“9+2”軸(zhou)絲為(wei)核心,環(huan)繞著中(zhong)央2個(ge)單體微管(guan)的(de)是9個(ge)外周二聯體微管(guan)(Doublet microtubule, DMT),其(qi)中(zhong)A管(guan)為(wei)完(wan)全(quan)微管(guan),B管(guan)為(wei)不完(wan)全(quan)微管(guan)。DMT中(zhong)含(han)有(you)多種微管(guan)腔內結(jie)合蛋白(Microtubule inner protein, MIP),這些蛋白被推測(ce)對DMT的(de)穩定性至(zhi)關重要。哺乳動(dong)(dong)物(wu)精子DMT的(de)特征是其(qi)復雜(za)的(de)筑(zhu)絲蛋白(tektin)束幾乎填滿了(le)(le)整個(ge)A管(guan)。在哺乳動(dong)(dong)物(wu)中(zhong)發現了(le)(le)5種不同(tong)的(de)tektin(tektin1~5)組成,tektin1~5基因(yin)敲(qiao)除不同(tong)程度地影(ying)響了(le)(le)小鼠(shu)精子運(yun)動(dong)(dong)能(neng)力(li),研(yan)究人員(yuan)還在弱精子癥患者中(zhong)鑒定到了(le)(le)TEKT3基因(yin)突變。
2021年,Gui M等人在Cell雜志發表文章[1]首次利用冷(leng)凍電子顯微鏡(cryo-EM)解析了牛氣管(guan)纖毛的(de)(de)DMT結構,發現(xian)一種功能未知的(de)(de)新蛋白,命名為TEKTIP1(Tektin bundle interacting protein 1),其位于tektins束的(de)(de)中心,因此(ci)推定(ding)TEKTIP1可能發揮著組裝和/或穩定(ding)tektins束的(de)(de)關鍵功能。
陳蘇(su)仁課題(ti)組(zu)利用CRISPR/Cas9基因(yin)編輯技術(shu)構建了Tektip1基因(yin)敲(qiao)除小鼠(shu),敲(qiao)除鼠(shu)生長(chang)發育正常但雄性(xing)生育力(li)顯著降(jiang)低,主要表現(xian)為(wei)一定程度的精子軸絲結構破壞和精子運動軌跡改變(圖1)。
圖1. Tektip1基因敲(qiao)除小鼠(shu)
精子運動軌(gui)跡和鞭毛軸絲結構