精子鞭毛（flagellum）必须以一种非常精确和协调的方式活动，才能使精子正常的游动。当它异常时，会造成精子活动力不足，进而影响男性生育能力，甚至造成不孕症。
德国马克斯˙普朗克（Max Planck Institute）分子细胞生物和遗传研究所的研究团队发现，小鼠精子鞭毛中的微管糖基化（glycylation）是让精子保持直线游动的关键。相关研究结果刊登于《Science》。
精子鞭毛的核心是由微管以及成千上万个动力蛋白（dynein）组成的，这些动力蛋白可以有节奏地将这些微管弯曲成产生用于运动和操纵的波浪。然而，在没有糖基化的情况下，活动变得不协调。
该研究团队也观察到缺乏糖基化（将 Ttll3 基因和 Ttll8 基因剔除）的小鼠精子发生功能缺陷，其生育能力也会下降。再来，为了弄清为什么缺乏糖基化会导致精子运动和男性不育症，他们使用低温电子显微镜观察了鞭毛及其分子运动的分子结构。结果显示，缺乏糖基化的精子鞭毛的结构是正常的，但却会干扰轴突动力蛋白与鞭毛之间的活动协调性，使鞭毛无序跳动，进而导致精子不断绕圈运动。
该研究团队也指出，人类精子比小鼠精子更容易受到精子运动能力不足的影响，因此这项研究结果暗示微管蛋白糖基化的扰动可能是人类男性不育症的主因之一。
最后，该研究作者 Gaia Pigino 博士和 Luis Alvarez 博士也提到，由这项研究可以证实，微管透过微管蛋白修饰在调节基本生物学过程中发挥着积极作用，同时也指出了男性不育症的新致病机制。除了鞭毛之外，人类体内还有许多不同类型的纤毛，因此他们也推测类似的微管蛋白修饰在各种纤毛相关功能中，都扮演重要的角色，可能对于发育障碍、癌症、肾脏疾病、呼吸道或视觉障碍等疾病进展提供了一个新的研究方向。
延伸阅读：“代理父系生殖”：移植精原干细胞来恢复雄性动物的精子生成能力？参考资料：
1. Science 08 Jan 2021: Vol. 371, Issue 6525, eabd4914. DOI: 10.1126/science.abd4914
2. https://www.mpg.de/16227844/0107-mozg-keeping-sperm-cells-on-track-151300-x
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