Alphafold näitab muna- ja sperma viljastamise intiimseid detaile

Alphafold näitab muna- ja sperma viljastamise intiimseid detaile

Tehisintellekti tööriist, mis võitis sel aastal Nobeli auhinna, on intiimsed üksikasjad molekulaarse kohtumise kohta Sperma ja munad 1 paljastas.

Alphafoldi programm, mis ennustab valgustruktuure, identifitseeris kolmiku valkude, mis toimivad vahendajatena sugurakkude vahel. Ilma nende valkudeta võiks seksuaalne reproduktsioon Takerdunud erinevatele loomadele, alates sebrakaladest kuni imetajateni.

Üks 17. oktoobrilRakkAvaldatud leid lükkab ümber varasema eelduse, et väetamise tagamiseks piisab vaid kahest valkust - üks munarakku ja teine ​​sperma peal -, ütles Rooma ülikooli "Tor Vergata" reproduktiivbioloog Enrica Bianchi, kes ei olnud uuringus kaasatud. "See pole enam vana kontseptsioon, kus oleks võti ja lukk ukse avamiseks," ütleb naine. "See on muutunud keerukamaks."

Salapärane liit

Hoolimata selle kriitilisest rollist reprodutseerimisel, on muna-pritm sulandumine selgroogsetes molekulaarne mõistatus, mida on osutunud keeruliseks dešifreerimiseks. Kahe raku vaheline seos sisaldab valke, mis asuvad rasvmembraanides ja mida on raske uurida tavaliste biokeemiliste meetodite abil. Nende valkude koostoimed on sageli nõrgad ja lenduvad ning suuremahuliste katsete jaoks on raske koguda piisavalt mune ja spermat mõnede lemmiklaboriloomadelt, sealhulgas hiiridelt.

Sel põhjusel keskendusid reproduktiivbioloogia varajased uuringud sageli mere selgrootutele, mis eraldasid vette suures koguses mune ja sperma. „Kui võtate õpiku ja otsite väetamist, siis saate sellest üle merisiilik "See on keeruline uurida," ütleb Suurbritannia Yorgi ülikooli biokeemik Gavin Wright, kes ei olnud uuringus osalenud.

Pakkumisprobleemi ületamiseks alustasid Viini molekulaarse patoloogia teadusinstituudi molekulaarbioloogi Andrea Pauli ja tema kolleegid alustasid oma tööd Sebrakala, teatud tüüpi selgroogset, mis vabastab ka munad ja sperma ümbritsevasse vette. Membraanvalkudega laboris töötamise raskustest kõrvalehoidmiseks kasutas meeskond Tähekujuline ennustada valkude koostoimeid. Kaks Alphafoldi arendajat said Nobeli keemiapreemia 9. oktoobril.

Mitte kaks, vaid kolm

Alphafold ennustas, et kolm spermavalku töötavad koos kompleksi moodustamiseks. Kaks neist valkudest olid varem teada, et nad on viljakuse jaoks olulised. Seejärel kinnitasid Pauli ja tema kolleegid, et kolmas on ülioluline ka viljakuse jaoks nii sebrakalades kui ka hiirtes ning et kolm valku interakteeruvad üksteisega.

Samuti leidis meeskond, et sebrakalades loob kolmik koha munavalgu sidumiseks, pakkudes mehhanismi, mille abil kaks rakku saavad üksteist ära tunda. "See on viis öelda:" sperma, leidsite muna "ja" muna, leidsite sperma "," ütleb Andreas Blaha, biokeemik, mis on molekulaarse patoloogia instituudi biokeemik ja uuringu kaasautor.

Tulemused võiksid ühel päeval anda viisi viljatusega inimeste sõelumiseks, et näha, kas selle kompleksi probleemid võivad olla põhjuseks, ütles Wright.

Tulemused rõhutavad ka Alphafoldi rolli viljastamise uurimisel, lisab ta. "Oleme eksperimenteerimisega piiratud," ütleb ta. "Võib juhtuda, et need mudeli tulemused mängivad tulevikus olulist rolli."

1. Deneke, V.E., et al. Rakk https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01093-6 (2024).

   Google Scholar

Laadige alla viited