发布时间:2013-07-08 10:57 原文链接: 味觉基因缺失导致不育

  来自美国Monell化学感官中心的科学家们报告了一个惊人的研究发现,两个参与了口腔味觉感受的蛋白质,也在精子发育中发挥了重要的作用。这项研究发表在7月1日的《美国科学院院刊》(PNAS)上。

  论文的主要作者、Monell化学感官中心分子生物学家Bedrich Mosinger博士说:“这篇论文揭示了味觉系统与雄性生殖之间存在的一种联系。它再一次证实了,味觉系统组成元件也在其他的器官系统中扮演了重要的角色。”

  当研究人员在一些味觉相关的研究中将小鼠进行交配时,他们发现一些无法生育后代的小鼠同时也丧失了两种味觉信号蛋白。

  根据PNAS研究论文报道,这两种重要的蛋白分别是:甜味和鲜味受体的组成元件TAS1R3,以及将口腔味觉受体信号转换为一种神经细胞反应所必需的分子GNAT3。

  交配实验证实,只有雄性小鼠的生育受到影响。过去的研究发现,两种味觉受体都存在于睾丸和精子中,然而直到现在都还不是很清楚它们的功能。

  为了探究这两种蛋白的生殖功能,研究小组对小鼠进行了基因工程改造,使其缺失小鼠的TAS1R3和GNAT3基因,而表达人类的TAS1R3受体。这些小鼠同样具有生育能力。

  而当研究人员将药物氯贝丁酯(clofibrate)添加到小鼠的饮食中,阻断转基因小鼠中的人类TAS1R3受体,使得小鼠不再表达任何功能性的 TAS1R3或GNAT3蛋白时,由于精子畸形及数量减少小鼠变得不育。而在除去饮食中的氯贝丁酯之后,小鼠的不育快速地得到逆转。

  氯贝丁酯是一种贝特类(fibrates)药物,这类药物通常用于治疗如高胆固醇、高甘油三酯等血脂异常。Monell化学感官中心研究小组在以往的研究中曾证实,它是人类TAS1R3受体的一种强效抑制剂。

  鉴于贝特类药物以及结构上相关的苯氧基类除草剂广泛普遍地应用于在现代医学以及现代农业中,它们有可能阻断了人类的TAS1R3受体,Mosinger推测这些化合物有可能对人类生育产生了负面的影响,这是当前全球面对的一个日益严重的问题。

  Mosinger表示这些研究的积极意义在于,“如果我们的药理学研究发现确实与全球男性不育发病率增长存在关联,我们现在获得的知识将有助于我们设计出一些治疗,来减小或逆转贝特类药物以及苯氧基类除草剂对精子生成和质量造成的影响。并有可能进一步利用这方面的知识来设计出雄性非激素避孕药。”

  以往来自Monell化学感官中心和其他研究小组的研究证实,在身体的其他部位也发现有一些味觉基因,包括在胃、肠、胰腺、肺和脑中,人们日益认识到它们具有重要的生理功能。

  论文的作者之一、Monell化学感官中心分子神经生物学家Robert Margolskee博士说:“就如同许多好的科学研究一样,我们当前的研究结果带来的问题远多过于答案。我们现在需要找到睾丸中利用这些味觉基因的信号通路和机制,由此来了解这些基因缺失是如何导致不育的。

相关文章

新方法可精确控制蛋白质激活过程

据4月17日发表在《自然·化学》杂志上的一项研究,美国华盛顿大学医学院研究团队使用短暂的闪光将经过化学修饰的蛋白质片段连接在一起,形成功能性整体。这种名为光激活SpyLigation的新方法可打开通常......

中国科大校友发Science!蛋白质科学界版ChatGPT来了

凝视着手中的试管,又望向桌上那些依旧在各司其职的大大小小的实验仪器,赵惠民的一颗心像是被人用力攥着。他明白,已经到了不得不放弃的时候。读博第三年,学校资格考试的巨大压力如海啸般倾泻而来,这项奋战了两年......

发现干细胞清理蛋白质垃圾的特殊机制

蛋白质稳态(proteostasis)是指细胞内蛋白质的合成、折叠、修复、降解和运输等过程的平衡状态,保证细胞内蛋白质的数量、构象和功能处于稳定的状态。蛋白质稳态对于维持细胞的正常功能、细胞增殖和生存......

化妆品+蛋白质,修复皮肤不是梦

近日,英国研究人员发现了两种蛋白质片段。研究人员将其应用在前臂皮肤上后,这块区域的关键蛋白质结构水平增加了,而这种结构能使皮肤更有弹性。由于体内炎症水平上升和暴露在紫外线辐射下,皮肤中形成弹性网络的蛋......

Nature子刊:AI像造句一样设计人工蛋白质

近年来,人工智能(AI)已在医学、生物学及制药领域中展示出广阔的发展前景。特别是在蛋白质设计和工程领域,基于AI技术创建人工的蛋白质序列已经成为现实,并可能被用于治疗各种疾病。日前,来自AI研究企业S......

Nature:柳振峰团队发现叶绿体蛋白质传送器的组装原理

叶绿体是植物和藻类细胞中可以通过光合作用将光能转化为化学能的细胞器。作为一种由两层膜包被的特殊细胞器,叶绿体含有其自身的基因组,其表达是与核基因组的表达紧密协调的。叶绿体的蛋白质有两种来源,有一小部分......

JACS|大连化物所:基于nMS表征影响蛋白质结构的分子机制

近日,连化物所生物分子结构表征新方法研究组(1822组)王方军研究员、刘哲益副研究员团队与西南交通大学封顺教授团队合作,利用我所自主搭建的高能紫外激光解离—串联质谱仪器,揭示了质子化氨基酸侧链的正电荷......

新算法可生成蛋白质5D图像揭示微小尺度下的生物学过程

美国圣路易斯华盛顿大学科研团队开发出一种机器学习算法Deep-SMOLM,可生成蛋白质5D图像,包括单个分子的方向和位置等信息。实验室的单分子成像经常存在因包含“斑点”或波动等情况导致图像模糊的问题,......

动植物跨界医疗模式新突破|动物体内成功植入光合系统

细胞的合成代谢需要消耗足够的腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH),而这些关键因子在病理条件下往往不足。在生命科学和临床医学的前沿探索中,一个巨大的挑战就是如何向退行性变及损伤......

研究发现叶绿体蛋白质传送器的组装原理

叶绿体是植物和藻类细胞中可以通过光合作用将光能转化为化学能的细胞器。作为一种由两层膜包被的特殊细胞器,叶绿体含有自身的基因组,且其表达是与核基因组的表达紧密协调的。叶绿体的蛋白质有两种来源,有一小部分......