Alphafold näyttää läheiset yksityiskohdat munan ja siittiöiden hedelmöityksestä

Alphafold näyttää läheiset yksityiskohdat munan ja siittiöiden hedelmöityksestä

Keinotekoinen älykysymys, joka voitti Nobel -palkinnon tänä vuonna, on läheisiä yksityiskohtia molekyylin kohtaamisesta Siittiöt ja munat 1 paljastettu.

Alphafold -ohjelma, joka ennustaa proteiinirakenteita, tunnisti kolmen proteiinien, jotka toimivat välittäjinä sukusolujen välillä. Ilman näitä proteiineja voisi seksuaalinen lisääntyminen Pysähtyessä moniin eläimiin, seeprakalasta nisäkkäisiin.

Yksi 17. lokakuutaSoluJulkaistu havainto kumoaa aikaisemman oletuksen, että vain kaksi proteiinia - yksi munassa ja toinen siittiöissä - olisi riittävä hedelmöityksen varmistamiseksi, sanoo Rooman yliopiston "Tor Vergata" lisääntymisbiologi Enca Bianchi, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. "Se ei ole enää vanha käsite avaimen ja lukkoon oven avaamiseen", hän sanoo. "Se on tullut monimutkaisemmaksi."

Salaperäinen liitto

Huolimatta kriittisestä roolistaan ​​lisääntymisessä, muna-sperm-fuusio selkärankaisilla on molekyylin palapeli, joka on osoittautunut vaikeaksi purkaa. Kahden solun välinen yhteys sisältää proteiineja, jotka sijaitsevat rasvakalvoissa ja joita on vaikea tutkia yleisten biokemiallisten menetelmien avulla. Näiden proteiinien väliset vuorovaikutukset ovat usein heikkoja ja haihtuvia, ja on vaikea kerätä tarpeeksi munia ja siittiöitä joiltakin suosikki laboratorioeläimistä, mukaan lukien hiiret, suurikokoisille kokeille.

Tästä syystä lisääntymisbiologian varhaiset tutkimukset keskittyivät usein meren selkärangattomiin, jotka vapauttavat suuria määriä munia ja siittiöitä veteen. ”Jos otat oppikirjan ja etsit hedelmöitystä, olet siinä kaikkialla merisiili "Se on hankala opiskelu", sanoo Yhdistyneen kuningaskunnan Yorkin yliopiston biokemisti Gavin Wright, joka ei ollut mukana tutkimuksessa.

Tarjontaongelman voittamiseksi Andrea Pauli, Wienin molekyylipatologian tutkimuslaitoksen molekyylibiologi, ja hänen kollegansa aloittivat työnsä Seeprakala, eräänlainen selkärankainen, joka myös vapauttaa munat ja siittiöt ympäröivään veteen. Ryhmä käytti kiertämään vaikeuksia työskennellä membraaniproteiinien kanssa laboratoriossa Alfafold proteiinien välisten vuorovaikutusten ennustaminen. Kaksi Alphafoldin kehittäjästä sai Nobel -kemian palkinnon 9. lokakuuta.

Ei kaksi, mutta kolme

Alphafold ennusti, että kolme siittiöproteiinia toimivat yhdessä kompleksin muodostamiseksi. Kahden näistä proteiineista tiedettiin aiemmin olevan tärkeitä hedelmällisyyden kannalta. Pauli ja hänen kollegansa vahvistivat sitten, että kolmas on myös ratkaisevan tärkeä hedelmällisyydelle sekä seeprakalaissa että hiirissä ja että kolme proteiinia ovat vuorovaikutuksessa keskenään.

Ryhmä havaitsi myös, että seeprakassa trio luo paikan munaproteiinille sitoutua, mikä tarjoaa mekanismin, jolla nämä kaksi solua tunnistavat toisiaan. "Se on tapa sanoa:" Sperma, löysit munan "ja" muna, löysit siittiöiden "," sanoo Andreas Blaha, molekyylipatologian tutkimuslaitoksen biokemisti ja tutkimuksen yhteiskirjailija.

Tulokset voisivat jonain päivänä tarjota tavan seuloa ihmisille hedelmättömyyttä nähdäkseen, voisiko tämän kompleksin ongelmat olla syy, Wright sanoo.

Tulokset korostavat myös Alphafoldin roolia hedelmöityksen tutkimisessa, hän lisää. "Meillä on rajoitettu kokeilu", hän sanoo. "Voi olla, että näillä mallituloksilla on tärkeä rooli tulevaisuudessa."

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

   Google Scholar

Lataa viitteet