Alphafold показва интимни подробности за оплождането на яйца и спермата

Alphafold показва интимни подробности за оплождането на яйца и спермата

Инструмент за изкуствен интелект, спечелил Нобеловата награда тази година, има интимни подробности за молекулярната среща между Сперма и яйца 1 разкрит.

Програмата Alphafold, които прогнозират протеиновите структури, идентифицира трио от протеини, които действат като посредници между гаметите. Без тези протеини биха могли сексуална репродукция Стоени в различни животни, от зебрафини до бозайници.

Този на 17 октомври вКлеткаПубликуваната констатация отменя по -ранното предположение, че само два протеина - един на яйцето и един върху спермата - би било достатъчно, за да се гарантира торенето, казва Енрика Бианки, репродуктивен биолог от Римския университет „Тор Вергата“, която не е участвала в изследването. „Това вече не е старата концепция да имаш ключ и ключалка, за да отвори вратата“, казва тя. „Става по -сложно.“

Мистериозен съюз

Въпреки критичната си роля в репродукцията, сливането на яйцеклетка при гръбначни животни е молекулен пъзел, който се оказа труден за дешифриране. Връзката между двете клетки съдържа протеини, които са разположени в мастни мембрани и е трудно да се изследват, като се използват общи биохимични методи. Взаимодействията между тези протеини често са слаби и летливи и е трудно да се съберат достатъчно яйца и сперма от някои от любимите лабораторни животни, включително мишки, за мащабни експерименти.

Поради тази причина ранните проучвания на репродуктивната биология често се фокусират върху морските безгръбначни животни, които отделят големи количества яйца и сперматозоиди във водата. „Ако вземете учебник и потърсите торене, ще бъдете навсякъде морски таралеж „Това е сложно нещо за учене“, казва Гавин Райт, биохимик от Университета в Йорк, Великобритания, който не е участвал в проучването.

За да преодолее проблема с доставките, Андреа Паули, молекулярен биолог от Изследователския институт по молекулярна патология във Виена, и нейните колеги започнаха работата си Зебрафи, вид гръбначни животни, който също отделя яйцата и спермата си в околната вода. За да заобиколи трудностите при работата с мембранните протеини в лабораторията, екипът използва Alphafold за прогнозиране на взаимодействията между протеините. Двама от разработчиците на Alphafold получиха Нобеловата награда по химия на 9 октомври.

Не две, а три

Alphafold прогнозира, че три сперматозоиди работят заедно, за да образуват комплекс. По -рано се знаеше, че два от тези протеини са важни за плодовитостта. Тогава Паули и нейните колеги потвърдиха, че третият също е от решаващо значение за плодовитостта както при зебрафини, така и в мишки и че трите протеина си взаимодействат помежду си.

Екипът установи също, че при зебрафите триото създава място за свързване на яйчен протеин, осигурявайки механизъм, чрез който двете клетки могат да се разпознават. „Това е начин да се каже:„ Спермата, намерихте яйце “и„ яйце, вие сте намерили сперма “, казва Андреас Блаха, биохимик от изследователския институт по молекулярна патология и съавтор на изследването.

Резултатите могат един ден да осигурят начин за скрининг на хората с безплодие, за да видят дали проблемите с този комплекс могат да бъдат причината, казва Райт.

Резултатите също подчертават ролята на Alphafold в изучаването на торенето, добавя той. „Ние сме ограничени по отношение на експериментирането“, казва той. „Възможно е тези резултати от модела да играят важна роля в бъдеще.“

1. Deneke, V.E., et al. Клетка https://www.cell.com/cell/fulltext/s0092-8674(24)01093-6 (2024).

   Google Учен

Изтеглете референции