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中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所研究員孫飛研究組聯(lián)合北京師范大學(xué)教授陳蘇仁，重慶市婦幼保健院教授黃國(guó)寧、林婷婷，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授張志勇等團(tuán)隊(duì)，共同揭示哺乳動(dòng)物精子軸絲中央微管原位結(jié)構(gòu)及其引發(fā)弱精癥的分子機(jī)制。日前，相關(guān)論文發(fā)表于《細(xì)胞研究》。不孕不育影響著全球約1/6的育齡夫婦，其中男性因素占比接近一半。弱精癥作為最常見的男性不育原因，主要表現(xiàn)為精子運(yùn)動(dòng)能力受損。精子尾部的鞭毛通過典型的“9+2”軸絲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其中中央微管是調(diào)控鞭毛擺動(dòng)的關(guān)鍵。然而，中央微管結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)，長(zhǎng)期以來難以在原位獲得高分辨率信息，阻礙了對(duì)弱精癥分子機(jī)制的深入理解。在這項(xiàng)研究中，孫飛研究組應(yīng)用先進(jìn)的冷凍電子斷層成像技術(shù)，結(jié)合AlphaFold2結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，成功解析出小鼠精子中央微管的原位結(jié)構(gòu)，局部分辨率高達(dá)5.5埃。研究團(tuán)隊(duì)建立了包含466個(gè)蛋白亞基的三維結(jié)構(gòu)模型，識(shí)別出39種組成蛋白，其中8種為首次發(fā)現(xiàn)。研究揭示了CFAP47和HYDIN兩種關(guān)鍵蛋白的完整結(jié)構(gòu)與功能，明確其通過橋梁狀連接穩(wěn)定C1與C2微管的作用機(jī)制。此外，通過Cfap47基因敲除小鼠實(shí)驗(yàn)以及臨床弱精癥患者的基因數(shù)據(jù)分析，研究進(jìn)一步證實(shí)CFAP47蛋白缺陷可導(dǎo)致精子鞭毛運(yùn)動(dòng)障礙，直接關(guān)聯(lián)弱精癥發(fā)生。該研究在國(guó)際上首次揭示哺乳動(dòng)物精子中央微管的原位組裝細(xì)節(jié)，并結(jié)合動(dòng)物模型與臨床數(shù)據(jù)，系統(tǒng)闡釋了結(jié)構(gòu)缺陷與疾病之間的因果聯(lián)系，為弱精癥的精準(zhǔn)診斷與治療提供了重要科學(xué)依據(jù)。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41422-025-01135-2（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》?2025-06-12?第3版?綜合）