Alphafold viser intime detaljer om egg- og sædgjødsling

Alphafold viser intime detaljer om egg- og sædgjødsling

Et kunstig intelligensverktøy som vant Nobelprisen i år, har intime detaljer om det molekylære møtet mellom Sæd og egg 1 avslørt.

Alphafold -programmet, som spår proteinstrukturer, identifiserte en trio av proteiner som fungerer som formidlere mellom gameter. Uten disse proteinene kunne Seksuell reproduksjon Stoppet i en rekke dyr, fra sebrafisk til pattedyr.

Den 17. oktober iCelleDet publiserte funnet velter den tidligere antagelsen om at bare to proteiner - ett på egget og en på sædcellene - ville være tilstrekkelig for å sikre befruktning, sier Enrica Bianchi, en reproduktiv biolog ved University of Roma "Tor Vergata" som ikke var involvert i studien. "Det er ikke lenger det gamle konseptet å ha en nøkkel og en lås for å åpne døren," sier hun. "Det har blitt mer komplisert."

En mystisk union

Til tross for sin kritiske rolle i reproduksjonen, er egg-perm-fusjon hos virveldyr et molekylært puslespill som har vist seg vanskelig å tyde. Forbindelsen mellom de to cellene inneholder proteiner som er lokalisert i fettmembraner og er vanskelige å undersøke ved bruk av vanlige biokjemiske metoder. Interaksjonene mellom disse proteinene er ofte svake og flyktige, og det er vanskelig å samle nok egg og sæd fra noen av favorittlaboratoriedyrene, inkludert mus, for store eksperimenter.

Av denne grunn fokuserte tidlige studier av reproduktiv biologi ofte på marine virvelløse dyr, som frigjør store mengder egg og sæd i vannet. “Hvis du tar en lærebok og slår opp befruktning, vil du være over det hele Sjøst urchin "Det er en vanskelig ting å studere," sier Gavin Wright, biokjemiker ved University of York, Storbritannia, som ikke var involvert i studien.

For å overvinne forsyningsproblemet, Andrea Pauli, en molekylærbiolog ved Research Institute for Molecular Pathology i Wien, og kollegene hennes begynte arbeidet sitt Sebrafisk, en type virveldyr som også frigjør eggene og sædcellene i det omkringliggende vannet. For å omgå vanskene med å jobbe med membranproteiner i laboratoriet, brukte teamet Alphafold For å forutsi interaksjonene mellom proteiner. To av Alphafolds utviklere mottok Nobelprisen i kjemi 9. oktober.

Ikke to, men tre

Alphafold spådde at tre sædproteiner fungerer sammen for å danne et kompleks. To av disse proteinene var tidligere kjent for å være viktige for fruktbarhet. Pauli og hennes kolleger bekreftet da at den tredje også er avgjørende for fruktbarhet i både sebrafisk og mus, og at de tre proteinene interagerer med hverandre.

Teamet fant også at trioen i sebrafisk skaper et sted for et eggprotein å binde, noe som gir en mekanisme som de to cellene kan gjenkjenne hverandre. "Det er en måte å si 'Sperm, du fant et egg' og 'egg, du fant en sæd,'" sier Andreas Blaha, en biokjemiker ved Research Institute of Molecular Pathology og medforfatter av studien.

Resultatene kan en dag gi en måte å screene mennesker med infertilitet for å se om problemer med dette komplekset kan være årsaken, sier Wright.

Resultatene fremhever også Alphafolds rolle i å studere befruktning, legger han til. "Vi er begrenset når det gjelder eksperimentering," sier han. "Det kan være at disse modellresultatene spiller en viktig rolle i fremtiden."

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

   Google Scholar

Last ned referanser