病理性不孕症是影响大约7%的人类男性的病症，在受折磨的人中，10%至15%被认为具有遗传原因。然而，由于涉及产生和发育精子细胞的大量数据，精确定位导致该病症的精确基因是困难的。

在一篇出现在Science Signaling上的新论文中，一个日本团队报告揭示了不育的一个原因背后的机制 - 精子细胞中蛋白质包装DNA的不完全发育 - 并且通过替换单个氨基酸成功地使测试小鼠变得肥沃。关键蛋白质。

在每个细胞中，线状DNA紧紧地缠绕在称为“组蛋白”的线轴状蛋白质周围的细胞核中。在精子细胞中 - 最小的人类产生 - 另一种叫做“鱼精蛋白”的蛋白质需要更紧密地缠绕。

“大约30年来人们都知道，精子在精子发育过程中会被修饰和成熟，从而能够正常运作，”京都大学医学研究院的第一作者Katsuhiko Itoh解释道。

“这促使我们揭示鱼精蛋白调节的潜在机制和生物学后果，以便我们可以看到这个过程如何促成'精子发生' - 精子细胞的制造。”

该团队专注于一系列伴侣蛋白，这些蛋白质有助于加工其他蛋白质。详细的遗传分析显示，称为Hspa4l的伴侣是正确精子细胞发育的关键，其功能障碍的后果类似于Ppp1cc2基因的缺陷。

“进一步的研究表明，Hspa4l对磷酸酶Ppp1cc2(一种蛋白质调节剂)的正常功能至关重要，”Itoh继续说道。“Hspa41的功能障碍阻止了Ppp1cc2到达染色质，导致无法使丝氨酸56处的鱼精蛋白2去磷酸化，并且鱼精蛋白2不起作用，精子细胞不会发育。”

根据这些数据，该团队生产了一种小鼠，其中丝氨酸56被丙氨酸取代，去磷酸化丝氨酸的去磷酸化：单一氨基酸替代品使得所有差异化。当与导致Hspa41无功能的突变结合时，小鼠在精子发生中没有表现出功能障碍，有效地保持了生育能力。

Itoh强调，他的团队的研究显示了在精子细胞成熟过程中研究鱼精蛋白修饰的价值。该小组希望进一步揭示精子发生过程中基因相互作用和蛋白质修饰的复杂网络，以及它对不育症的进一步影响。