精子鞭毛以“9+2”軸絲為核心,環(huán)繞著中央2個(gè)單體微管的是9個(gè)外周二聯(lián)體微管(Doublet microtubule, DMT),其中A管為完全微管,B管為不完全微管。DMT中含有多種微管腔內(nèi)結(jié)合蛋白(Microtubule inner protein, MIP),這些蛋白被推測對DMT的穩(wěn)定性至關(guān)重要。哺乳動物精子DMT的特征是其復(fù)雜的筑絲蛋白(tektin)束幾乎填滿了整個(gè)A管。在哺乳動物中發(fā)現(xiàn)了5種不同的tektin(tektin1~5)組成,tektin1~5基因敲除不同程度地影響了小鼠精子運(yùn)動能力,研究人員還在弱精子癥患者中鑒定到了TEKT3基因突變。
2021年,Gui M等人在Cell雜志發(fā)表文章[1]首次利用冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)解析了牛氣管纖毛的DMT結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)一種功能未知的新蛋白,命名為TEKTIP1(Tektin bundle interacting protein 1),其位于tektins束的中心,因此推定TEKTIP1可能發(fā)揮著組裝和/或穩(wěn)定tektins束的關(guān)鍵功能。
陳蘇仁課題組利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建了Tektip1基因敲除小鼠,敲除鼠生長發(fā)育正常但雄性生育力顯著降低,主要表現(xiàn)為一定程度的精子軸絲結(jié)構(gòu)破壞和精子運(yùn)動軌跡改變(圖1)。
圖1. Tektip1基因敲除小鼠
精子運(yùn)動軌跡和鞭毛軸絲結(jié)構(gòu)