Alphafold parāda intīmas detaļas par olu un spermas apaugļošanu

Alphafold parāda intīmas detaļas par olu un spermas apaugļošanu

Mākslīgā intelekta rīks, kas šogad ieguva Nobela prēmiju, tai ir intīma informācija par molekulāro sastapšanos starp Sperma un olas Viens atklāts.

Alphafold programma, kas paredz olbaltumvielu struktūras, identificēja olbaltumvielu trio, kas darbojas kā starpnieki starp gametām. Bez šiem proteīniem varētu seksuāla reprodukcija apstājies dažādos dzīvniekos, sākot no zebrafish līdz zīdītājiem.

Vienu 17. oktobrīŠūnaPublicētais atklājums apgāž iepriekšējo pieņēmumu, ka tikai divi proteīni - viens uz olšūnas un otrs uz spermas - būtu pietiekams, lai nodrošinātu apaugļošanu, saka Enrica Bianchi, Romas universitātes "Tor Vergata" reproduktīvā biologs, kurš nebija iesaistīts pētījumā. "Tā vairs nav vecā koncepcija, ka ir atslēga un slēdzene, lai atvērtu durvis," viņa saka. "Tas ir kļuvis sarežģītāks."

Noslēpumaina savienība

Neskatoties uz kritisko lomu reprodukcijā, olu izspiešanas saplūšana mugurkaulniekiem ir molekulārā mīkla, kuru ir izrādījusi grūti atšifrēt. Savienojums starp abām šūnām satur olbaltumvielas, kas atrodas taukainās membrānās un kuras ir grūti pārbaudīt, izmantojot parastās bioķīmiskās metodes. Šo olbaltumvielu mijiedarbība bieži ir vāja un nepastāvīga, un ir grūti savākt pietiekami daudz olu un spermas no dažiem iecienītākajiem laboratorijas dzīvniekiem, ieskaitot peles, liela mēroga eksperimentiem.

Šī iemesla dēļ reproduktīvās bioloģijas agrīnie pētījumi bieži koncentrējās uz jūras bezmugurkaulniekiem, kas ūdenī izdala lielu daudzumu olu un spermas. “Ja jūs paņemat mācību grāmatu un meklējat apaugļošanu, jūs to visu būsiet pāri jūras eži "Tā ir sarežģīta lieta, lai studētu," saka Gavins Raits, Jorkas Universitātes Lielbritānijas bioķīmiķis, kurš nebija iesaistīts pētījumā.

Lai pārvarētu piegādes problēmu, Andrea Pauli, Vīnes Molekulārās patoloģijas pētniecības institūta molekulārā bioloģe, un viņas kolēģi sāka savu darbu Zebrafish, mugurkaulnieku tips, kas arī atbrīvo savas olas un spermu apkārtējā ūdenī. Lai apietu grūtības strādāt ar membrānas olbaltumvielām laboratorijā, komanda izmantoja Alfafolds prognozēt olbaltumvielu mijiedarbību. Divi no Alphafold izstrādātājiem saņēma Nobela prēmiju ķīmijā 9. oktobrī.

Nevis divi, bet trīs

Alphafold prognozēja, ka trīs spermas olbaltumvielas darbojas kopā, veidojot kompleksu. Divas no šīm olbaltumvielām iepriekš bija zinājušas kā svarīgas auglībai. Pēc tam Pauli un viņas kolēģi apstiprināja, ka trešais ir izšķirošs arī auglībai gan zebrafish, gan pelēs un ka trīs olbaltumvielas mijiedarbojas savā starpā.

Komanda arī atklāja, ka zebrafishā trio izveido vietu olu olbaltumvielu saistīšanai, nodrošinot mehānismu, ar kuru abas šūnas var atpazīt viena otru. "Tas ir veids, kā pateikt:" Sperma, jūs atradāt olu un "olu, jūs atradāt spermu", "saka Andreass Blaha, molekulārās patoloģijas pētniecības institūta bioķīmiķis un pētījuma līdzautors.

Rezultāti kādu dienu varētu nodrošināt veidu, kā pārbaudīt cilvēkus ar neauglību, lai noskaidrotu, vai problēmas ar šo kompleksu varētu būt iemesls, saka Wright.

Rezultāti arī izceļ Alphafold lomu apaugļošanas izpētē, viņš piebilst. "Mēs esam ierobežoti eksperimentu ziņā," viņš saka. "Varētu būt, ka šiem modeļa rezultātiem ir liela nozīme nākotnē."

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

   Google Scholar

Lejupielādēt atsauces