在所有的医学史上，只有两个已知的“半同卵双胞胎”的案例，即两个不同的精子蠕动进入一个卵子，然后胚胎分裂成两半。
这种罕见现象表明，一个人类卵子部署了多少防御系统，几乎总是成功地阻止多个精子突破其外壳。
一项新的研究更详细地揭示了其中一种防御是如何发生的：一种叫做ZP2的膜蛋白的快速分子变化。
领导这项研究的瑞典卡罗林斯卡学院的分子生物学家卢卡·乔文（Luca Jovine）解释说：“我们知道，在第一个精子进入卵子后，ZP2被切割，我们解释了这一事件是如何使卵子外壳更坚硬，不被其他精子渗透的。”
卵子外层的硬化不仅阻止了额外的精子侵入，同时也保护了受精卵，直到它植入子宫壁。如果两个精子进入一个卵子，卵子通常会被破坏，所以，卵子外壳的硬化对成功怀孕起着至关重要的作用。
另一方面，了解卵子外壳硬化的过程是如何工作的，以及当它出错时，可能会对女性不孕不育有新的认识，也会为可能暂时干扰卵子形成的非激素避孕药埋下种子。
为了进行调查，研究人员用X射线和电子轰击卵子外壳蛋白样本，研究它们在受精前后的3D结构。
在受精前，ZP2蛋白附着在卵子的外层，当精子进入时，这些蛋白被剪断（或切割）成碎片。
先前的研究表明，切割ZP2蛋白以某种方式改变了它们的形状或卵子外壳的整体结构，或者可能在更曲折的事情发生之前就灭活了精子结合部位。
科学家们只是不知道这些结构变化具体是什么，所以，ZP2蛋白质的模型几乎保持了40年。
卢卡·乔文和他的同事们表明，切割ZP2亚基可以使它们像拉链的两面一样相互作用和交联。这一过程将卵外层的网状细丝（称为透明带）拉到一起，使它们之间的距离是其正常结构所允许的7倍。
反过来，这使得透明带更加坚硬，阻止任何一个以上的精子进入卵子。
研究人员还研究了老鼠体内携带ZP2蛋白突变的精子和卵子之间的相互作用，并使用人工智能程序AlphaFold来预测人类卵子的外壳结构。
卢卡·乔文说：“编码卵壳蛋白的基因突变会导致女性不育，而且越来越多这样的突变被发现。我们希望我们的研究将有助于女性不孕症的诊断，并可能预防意外怀孕。”
激素型避孕药，如避孕药，会阻止卵巢每月释放卵子，可能会带来一些严重的副作用，如情绪变化和抑郁，体重增加和性欲低下。
非激素型避孕药，如铜宫内节育器（IUD），很流行也很有效，但对一些人来说，插入它们会非常痛苦。
所以，选择越多越好 —— 也许基于这项研究的一种探索途径是瞄准ZP2蛋白，将卵外壳变成一个堡垒。当然，一些男性避孕药也会很好用。
这项研究发表在《细胞》杂志上。
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