정자와 투명대(zona pellucida, ZP) 간의 상호작용은 정자 표면 리간드가 ZP의 상응하는 탄수화물에 결합하는 것을 포함하며, 이들은 생식세포 간의 초기 직접 접촉으로서 생식세포 융합과 성공적인 포유류 수정을 위해 매우 중요합니다. 본 연구에서는 Garin3가 정자-난자 ZP 결합을 위한 중요한 유전자임을 보여줍니다. Garin3의 발현은 정자형성의 아크로좀 단계에서 시작되며, 이 유전자는 남성 생식계에서 고도로 발현됩니다. 우리는 Garin3 유전자 결핍 마우스 모델을 만들었고, Garin3이 결핍된 정자는 단지 경미한 형태학적 변화만 보였으며 움직임에는 결함이 없었습니다. 그러나 난자 ZP에 결합하는 능력은 심각하게 손상되어 체외 수정이 실패했습니다. 이러한 발견은 Garin3가 정자-ZP 결합에 직접적으로 관여하지 않고, 대신 RAB2, SPACA1, ADAM2, ACR과 같은 아크로좀 관련 단백질의 발현 및 위치를 조절함으로써 간접적으로 이러한 결합에 영향을 미친다는 것을 시사합니다. 특히, ZP 결합 단계를 우회하여 ZP를 완전히 제거하거나 세포내 정자 주입(intracytoplasmic sperm injection, ICSI)을 수행함으로써 수정 실패를 효과적으로 구제할 수 있었습니다. 인간 정자 샘플에서는 GARIN3의 발현 수준이 정상 수정 잠재력을 가진 정자에 비해 낮은 수정 잠재력을 가진 정자에서 유의미하게 감소하였으며, 이는 동물 모델에서의 표현형 관찰과 일치했습니다. 우리의 발견은 수정에서의 Garin3의 중요한 역할과 그 효과 뒤에 있는 잠재적인 분자 메커니즘을 강조합니다.
Chen et al. (Sat,)는 이 질문을 연구했습니다.