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AlphaFold muestra detalles íntimos de la fertilización de óvulos y espermatozoides
AlphaFold revela cómo interactúan los espermatozoides y los óvulos a nivel molecular, revolucionando nuestra comprensión de la reproducción.
AlphaFold muestra detalles íntimos de la fertilización de óvulos y espermatozoides
Una herramienta de inteligencia artificial que ganó el Premio Nobel este año, tiene detalles íntimos sobre el encuentro molecular entre Esperma y óvulos 1 reveló.
El programa AlphaFold, que predice las estructuras de las proteínas, identificó un trío de proteínas que actúan como intermediarios entre los gametos. Sin estas proteínas podría reproducción sexual estancado en una variedad de animales, desde pez cebra hasta mamíferos.
El del 17 de octubre enCelúlaEl hallazgo publicado anula la suposición anterior de que sólo dos proteínas, una en el óvulo y otra en el espermatozoide, serían suficientes para garantizar la fertilización, afirma Enrica Bianchi, bióloga reproductiva de la Universidad de Roma "Tor Vergata", que no participó en el estudio. "Ya no existe el viejo concepto de tener una llave y un candado para abrir la puerta", afirma. "Se ha vuelto más complicado".
Una unión misteriosa
A pesar de su papel fundamental en la reproducción, la fusión óvulo-espermatozoide en los vertebrados es un enigma molecular que ha resultado difícil de descifrar. La conexión entre ambas células contiene proteínas que se encuentran en membranas grasas y son difíciles de examinar mediante métodos bioquímicos habituales. Las interacciones entre estas proteínas son a menudo débiles y volátiles, y es difícil recolectar suficientes óvulos y espermatozoides de algunos de los animales de laboratorio favoritos, incluidos los ratones, para experimentos a gran escala.
Por esta razón, los primeros estudios de biología reproductiva a menudo se centraron en los invertebrados marinos, que liberan grandes cantidades de óvulos y espermatozoides en el agua. “Si tomas un libro de texto y buscas fertilización, lo entenderás todo erizo de mar "Es algo complicado de estudiar", dice Gavin Wright, bioquímico de la Universidad de York, Reino Unido, que no participó en el estudio.
Para superar el problema de suministro, Andrea Pauli, bióloga molecular del Instituto de Investigación de Patología Molecular de Viena, y sus colegas comenzaron a trabajar pez cebra, un tipo de vertebrado que también libera sus óvulos y espermatozoides en el agua circundante. Para sortear las dificultades de trabajar con proteínas de membrana en el laboratorio, el equipo utilizó AlfaFold predecir las interacciones entre proteínas. Dos de los desarrolladores de AlphaFold recibieron el Premio Nobel de Química el 9 de octubre.
No dos, sino tres
AlphaFold predijo que tres proteínas de los espermatozoides trabajan juntas para formar un complejo. Anteriormente se sabía que dos de estas proteínas eran importantes para la fertilidad. Pauli y sus colegas luego confirmaron que la tercera también es crucial para la fertilidad tanto en el pez cebra como en los ratones y que las tres proteínas interactúan entre sí.
El equipo también descubrió que en el pez cebra, el trío crea un lugar para que se una la proteína del huevo, proporcionando un mecanismo mediante el cual las dos células pueden reconocerse entre sí. "Es una forma de decir: 'Esperma, encontraste un óvulo' y 'Óvulo, encontraste un espermatozoide'", dice Andreas Blaha, bioquímico del Instituto de Investigación de Patología Molecular y coautor del estudio.
Los resultados podrían algún día proporcionar una manera de evaluar a las personas con infertilidad para ver si los problemas con este complejo podrían ser la causa, dice Wright.
Los resultados también destacan el papel de AlphaFold en el estudio de la fertilización, añade. "Estamos limitados en términos de experimentación", dice. "Podría ser que los resultados de estos modelos desempeñen un papel importante en el futuro".
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Deneke, VE, et al. Celúla https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01093-6 (2024).