Alphafold ukazuje intimní podrobnosti o hnojení vejce a spermií

Alphafold ukazuje intimní podrobnosti o hnojení vejce a spermií

Nástroj pro umělou inteligenci, který letos získal Nobelovu cenu, má intimní podrobnosti o molekulárním setkání mezi Spermie a vejce 1 odhaleno.

Program Alphafold, který předpovídá proteinové struktury, identifikoval trojici proteinů, které působí jako zprostředkovatelé mezi gamety. Bez těchto proteinů by mohly sexuální reprodukce zastaveno v různých zvířatech, od zebrafish po savce.

Ten 17. říjnaBuňkaZveřejněné zjištění převrátí dřívější předpoklad, že k zajištění oplodnění by stačily pouze dva proteiny - jeden na vejci a jeden na spermatu -, říká Enrica Bianchi, reprodukční biologka na Římě univerzitě „Tor Vergata“, která se do studie nezúčastnila. „Už to není starý koncept, že bude mít klíč a zámek pro otevření dveří,“ říká. "Je to komplikovanější."

Tajemná unie

Navzdory své kritické roli v reprodukci je fúze vajec-sperm u obratlovců molekulární puzzle, která se ukázala jako obtížné dešifrovat. Spojení mezi oběma buňkami obsahuje proteiny, které jsou umístěny v mastných membránách a je obtížné prozkoumat pomocí běžných biochemických metod. Interakce mezi těmito proteiny jsou často slabé a těkavé a je obtížné sbírat dostatek vajec a spermií od některých oblíbených laboratorních zvířat, včetně myší, pro experimenty s rozsáhlým měřítkem.

Z tohoto důvodu se časná studie reprodukční biologie často zaměřila na mořské bezobratlé, které do vody uvolňují velká množství vajec a spermií. "Pokud si vezmete učebnici a vyhledáte hnojení, budete po tom po celém." mořský ježku „Je to složitá věc,“ říká Gavin Wright, biochemik na University of York ve Velké Británii, který se do studie nezúčastnil.

K překonání problému s nabídkou Andrea Pauli, molekulární biologická ve výzkumném ústavu pro molekulární patologii ve Vídni, a její kolegové začali svou práci Zebrafish, typ obratlovců, který také uvolňuje její vejce a spermie do okolní vody. Aby se obešel potíže s prací s membránovými proteiny v laboratoři, použil tým Alphafold předpovídat interakce mezi proteiny. Dva z Alphafoldových vývojářů obdrželi Nobelovu cenu v chemii 9. října.

Ne dva, ale tři

Alphafold předpovídal, že tři proteiny spermií spolupracují na vytvoření komplexu. Dva z těchto proteinů bylo dříve známo, že jsou důležité pro plodnost. Pauli a její kolegové poté potvrdili, že třetí je také zásadní pro plodnost jak u zebrafish, tak u myší a že tři proteiny spolu navzájem interagují.

Tým také zjistil, že v zebrafishu vytváří trio místo pro vajíčko, který se může vázat, což poskytuje mechanismus, kterým se obě buňky mohou navzájem rozpoznat. „Je to způsob, jak říci:„ Spermie, našli jste vejce “a„ vejce, našli jste sperma, “říká Andreas Blaha, biochemik ve výzkumném ústavu molekulární patologie a spoluautor studie.

Výsledky by jednoho dne mohly poskytnout způsob, jak promítat lidi s neplodností, aby zjistili, zda by problémy s tímto komplexu mohly být příčinou, říká Wright.

Výsledky také zdůrazňují roli Alphafoldu při studiu oplodnění, dodává. "Jsme omezeni z hlediska experimentování," říká. "Mohlo by se stát, že tyto výsledky modelu hrají v budoucnu důležitou roli."

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

   Google Scholar

Stáhnout odkazy