Alphafold viser intime detaljer om æg og sæd befrugtning

Alphafold viser intime detaljer om æg og sæd befrugtning

Et kunstigt intelligensværktøj, der vandt Nobelprisen i år, har intime detaljer om det molekylære møde mellem Sæd og æg 1 afsløret.

Alphafold -programmet, Det forudsiger proteinstrukturer, identificerede en trio af proteiner, der fungerer som formidlere mellem gameter. Uden disse proteiner kunne Seksuel reproduktion Stoppet i forskellige dyr, fra zebrafisk til pattedyr.

Den den 17. oktober iCelleDen offentliggjorte konstatering vælter den tidligere antagelse om, at kun to proteiner - en på ægget og en på sædcellerne - ville være tilstrækkelig til at sikre befrugtning, siger Enrica Bianchi, en reproduktiv biolog ved University of Rom "Tor Vergata", der ikke var involveret i undersøgelsen. "Det er ikke længere det gamle koncept om at have en nøgle og en lås til at åbne døren," siger hun. ”Det er blevet mere kompliceret.”

En mystisk forening

På trods af sin kritiske rolle i reproduktion er æg-spermfusion i hvirveldyr et molekylært puslespil, der har vist sig vanskeligt at dechiffrere. Forbindelsen mellem de to celler indeholder proteiner, der er placeret i fedtmembraner og er vanskelige at undersøge ved anvendelse af almindelige biokemiske metoder. Interaktionerne mellem disse proteiner er ofte svage og flygtige, og det er vanskeligt at samle nok æg og sæd fra nogle af de foretrukne laboratoriedyr, inklusive mus, til store eksperimenter.

Af denne grund fokuserede tidlige undersøgelser af reproduktiv biologi ofte på marine hvirvelløse dyr, der frigiver store mængder æg og sæd i vandet. ”Hvis du tager en lærebog og søger befrugtning, vil du være overalt Havpindsvin "Det er en vanskelig ting at studere," siger Gavin Wright, en biokemiker ved University of York, UK, som ikke var involveret i undersøgelsen.

For at overvinde forsyningsproblemet, Andrea Pauli, en molekylærbiolog ved Research Institute for Molecular Pathology i Wien, og hendes kolleger begyndte deres arbejde Zebrafisk, en type hvirveldyr, der også frigiver sine æg og sæd i det omgivende vand. For at omgå vanskelighederne ved at arbejde med membranproteiner i laboratoriet, brugte teamet det team Alphafold At forudsige interaktioner mellem proteiner. To af Alphafolds udviklere modtog Nobelprisen i kemi den 9. oktober.

Ikke to, men tre

Alphafold forudsagde, at tre sædproteiner arbejder sammen for at danne et kompleks. To af disse proteiner var tidligere kendt for at være vigtige for fertilitet. Pauli og hendes kolleger bekræftede derefter, at den tredje også er afgørende for fertilitet i både zebrafisk og mus, og at de tre proteiner interagerer med hinanden.

Holdet fandt også, at trioen i zebrafisk skaber et sted for et ægprotein at binde, hvilket giver en mekanisme, hvormed de to celler kan genkende hinanden. "Det er en måde at sige, 'sæd, du fandt et æg' og 'æg, du fandt en sæd,'" siger Andreas Blaha, en biokemiker ved Research Institute of Molecular Pathology og medforfatter til undersøgelsen.

Resultaterne kunne en dag give en måde at screene folk med infertilitet for at se, om problemer med dette kompleks kan være årsagen, siger Wright.

Resultaterne fremhæver også Alphafolds rolle i studiet af befrugtning, tilføjer han. ”Vi er begrænset med hensyn til eksperimentering,” siger han. ”Det kan være, at disse modelresultater spiller en vigtig rolle i fremtiden.”

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

   Google Scholar

Download referencer