数以百万计的精子参与到受精的竞赛中，但只有一个在冲向卵子的过程中获胜。
现在，耶鲁大学的研究人员在12月1日的《生活》(eLife)杂志上报告说，他们发现这些胜出的精子拥有一些关键的分子特征，这些特征将它们与剩下的精子区别开来。
精子的尾部排列着一些通道，这些通道含有钙离子，帮助精子通过女性的生殖道。这些钙通道的每个小孔都由四个亚基组成，CatSper 1到4，它们共同发挥着控制精子流动性和导航等功能。
研究人员开玩笑地把它们描述为精子的条纹。
由细胞和分子生理学助理教授钟让居(Jean-Ju Chung)领导的耶鲁大学科学家团队发现，形成这些赛马条纹的一个亚基在精子选择受精过程中至关重要。
利用3D分子成像和人工神经网络建模，钟的实验室设计了一种可视化跟踪和量化雌性小鼠交配后生殖道中的精子的方法。他们发现，精子从子宫进入输卵管的通道中含有完整的Catsper1亚基。其他精子可能因为失去了完整的CatSper离子通道而失去了功能。这些精子变得不能动，被留下。
进入雌性生殖道的精子还有其他一些特征:它们往往已经失去了精子头部的顶体结构，这可能是使卵子受精的前奏。
对精子分子特征和生殖道内相互作用的深入了解，可能有助于提供治疗不育症的新方法，或者反过来说，男性节育。不育男性的CatSper基因中发现了突变，这可能成为生育治疗的目标。Chung说，由于CatSper通道对精子的功能是必要的，阻断它可能会导致非激素避孕药的发展，而且副作用最小，对男性和女性都是如此。
“更好地了解如何选择最适合的精子细胞，以及在雌性生殖道受精后那些剩余的精子是如何被淘汰的，可以改善目前的辅助生殖策略，”钟说。
耶鲁大学的卢卡斯·德是这项研究的第一作者，该研究得到了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的支持，并获得了2015年郑获得的古德曼-吉尔曼学者奖(Goodman-Gilman Scholar Award)的资助。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.yale.edu/2020/12/01/how-spot-winning-sperm-examine-their-racing-stripes