精子和卵子如何结合
融合的蛋白质可以防止寄生虫繁殖。
Claire Ainsworth
当两者合二为一，神秘的受精过程便开始了
正如异性相吸，精子和卵子也有着吸引力。如今，科学家们对于精子和卵子如何结合，从而创造出一个全新的生命这个永恒的话题有了更进一步的了解。
“在生物机体中，这真是一个决定性的时刻，” William Snell说到，他是来自达拉斯市得克萨斯大学西南医学中心的一名生物学家，他领导的研究团队得出了以上结果。
在英国，Snell带领他的研究团队发现在大多数物种的卵子和精子结合过程中，有一种名叫HAP2的蛋白质在生成。
在弄清受精的过程的研究中，研究人员却另辟蹊径，发现了处理寄生虫携带性疾病的方法，如疟疾：在药物和疫苗中加入HAP2也许可以有效的防止寄生虫的生殖细胞完成结合过程，避免它们复制。
聚集到一起
一般来说，受精的发生主要有两个阶段：首先，精子找到卵子，附着到它胶冬状的外层和条状地带上，揭开卵子细胞的部分薄膜。在第二阶段，卵子和精子的细胞膜就结合在一起，以便其中的DNA的融合。
科学家们虽然知道受精过程是多么的重要，但对于其中的分子转化他们还知之不多。但是他们了解到，促使精子和卵子结合的蛋白质因生物体的不同而形态各异。这防止了某种生物意外的受精于另一种生物，因此这种认知蛋白的快速演化在形成新生物的发展中起着重要的作用。
Snell和他的同事们仔细观察了一个绿色的单细胞水藻，莱茵衣澡，的繁殖情况，从遗传学角度来说，这是很容易操作的。他们发现在基因中有种叫HAP2的突变细胞阻碍了膜的结合，但是它通常在结合的早期就离开了基因，完全不影响基因的结合。
他们已经发现在植物的受精过程中存在着HAP2。当研究人员查阅大量关于HAP2的数据库时，他们意外的发现它存在于很多生物体内：从单细胞的寄生虫，如疟疾寄生虫，到昆虫，再到简单的生物，如同海葵，领鞭虫中都有。可见单细胞生物是多细胞动物最近的近亲。“最早的动物可能就有这种基因。” Oliver Billker说到，他带领他的实验团队在伦敦的帝国理工学院研究。然而，迄今为止，研究人员无法在哺乳类动物，包括人类的体内找到这种基因。
发挥HAP2的作用
Billker是一名研究疟疾的专家，他现在在英国剑桥大学旁的维尔康姆基金会桑格研究所工作，研究啮齿类疟疾寄生虫体内的HAP2的行为，如果疟原虫啮齿疟虫的生殖细胞缺少HAP2，它就无法结合，所以也无法在蚊子体内繁殖。
虽然Snell和Billker都强调现在认可HAP2的作用还为时甚早，但它还是很有可能成为治疗疟疾的疫苗的。其他寄生虫，包括那些导致弓形体病和嗜睡症的寄生虫，都有着HAP2基因。
所以，为什么HAP2在不同的生物体内如此的常见，然而它在精子和卵子结合的过程中的作用却不一样？Snell说，一个可能的答案是HAP2帮助生物完成了两个矛盾的进化要求：一个是维持膜结合的工作状态，还有一个是进化特殊的精子和卵子的互作用。
Janice Evans是一名研究生物受精过程的专家，在美国马里兰州巴尔的摩港市的约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院工作，她说，在如此多的生物体内存在HAP2是很引人注目的事。她说到，“这个基因在地球上存在了那么多时间的真正原因是它真的起着很重要的作用。”像观察不同生物的繁殖生理机能一样，HAP2为分子膜生物学新开研究之窗。“这使我们重新思考膜是如何结合的物理过程。”