Alphafold ukazuje intímne detaily oplodnenia vajíčok a spermií

Alphafold ukazuje intímne detaily oplodnenia vajíčok a spermií

Nástroj umelej inteligencie, ktorý tento rok získal Nobelovu cenu, má intímne podrobnosti o molekulárnom stretnutí medzi Spermie a vajcia 1 Odhalené.

Program Alphafold, ktoré predpovedajú proteínové štruktúry, identifikovali trio proteínov, ktoré pôsobia ako sprostredkovatelia medzi gamétmi. Bez týchto proteínov by sexuálna reprodukcia Zastavené na rôznych zvieratách, od zebrafish po cicavce.

Ten 17. októbra vBunkaPublikované zistenie prevráti predchádzajúci predpoklad, že iba dva proteíny - jeden na vajci a jeden na spermiách - by stačil na zabezpečenie oplodnenia, hovorí Enrica Bianchi, reprodukčný biológ na Rímskej univerzite „Tor Vergata“, ktorý sa do štúdie nezúčastnil. „Už to nie je starý koncept, ktorý má kľúč a zámok na otvorenie dverí,“ hovorí. "Je to komplikovanejšie."

Tajomná únia

Napriek svojej kritickej úlohe pri reprodukcii je fúzia vajec-sperm u stavovcov molekulárnou hádankou, ktorá sa ukázala ako ťažko dešifrovať. Spojenie medzi dvoma bunkami obsahuje proteíny, ktoré sa nachádzajú v mastných membránach a je ťažké ich preskúmať pomocou bežných biochemických metód. Interakcie medzi týmito proteínmi sú často slabé a prchavé a je ťažké zbierať dostatok vajíčok a spermie od niektorých obľúbených laboratórnych zvierat vrátane myší na rozsiahle experimenty.

Z tohto dôvodu sa prvé štúdie reprodukčnej biológie často zameriavali na morské bezstavovce, ktoré uvoľňujú veľké množstvo vajíčok a spermií do vody. "Ak si vezmete učebnicu a vyhľadáte oplodnenie, budete na tom všade." morský ježko „Je zložité študovať,“ hovorí Gavin Wright, biochemik na University of York vo Veľkej Británii, ktorý sa do štúdie nezúčastnil.

Aby sa prekonal problém s dodávkou, Andrea Pauli, molekulárna biológka vo Výskumnom inštitúte pre molekulárnu patológiu vo Viedni, a jej kolegovia začali svoju prácu Zebrafish, typ stavovcov, ktorý tiež uvoľňuje jeho vajcia a spermie do okolitej vody. Tím využil ťažkosti s prácou s membránovými proteínmi v laboratóriu Alfafold na predpovedanie interakcií medzi proteínmi. Dvaja z vývojárov spoločnosti Alphafold získali 9. októbra Nobelovu cenu za chémiu.

Nie dva, ale tri

Alphafold predpovedal, že tri spermie spolupracujú na vytvorení komplexu. Dva z týchto proteínov bolo predtým známe, že sú dôležité pre plodnosť. Pauli a jej kolegovia potom potvrdili, že tretí je tiež rozhodujúci pre plodnosť v zebrafish a myšiach a že tri proteíny navzájom interagujú.

Tím tiež zistil, že v Zebrafish trio vytvára miesto pre viazanie vajec, čo poskytuje mechanizmus, ktorým sa tieto dve bunky môžu navzájom rozpoznať. „Je to spôsob, ako povedať:„ Spermie, našiel si vajíčko “a„ vajce, našiel si spermie, “hovorí Andreas Blaha, biochemik vo Výskumnom inštitúte molekulárnej patológie a spoluautor štúdie.

Výsledky by jedného dňa mohli poskytnúť spôsob, ako vyhodnotiť ľudí s neplodnosťou, aby zistili, či by problémy s týmto komplexom mohli byť príčinou, hovorí Wright.

Výsledky tiež poukazujú na úlohu Alphafolda pri štúdiu oplodnenia, dodáva. „Z hľadiska experimentu sme obmedzení,“ hovorí. „Je možné, že tieto výsledky modelu zohrávajú v budúcnosti dôležitú úlohu.“

1. Deneke, V.E., a kol. Bunka https://www.cell.com/cell/fulltext/s0092-8674(24)01093-6 (2024).

   Študovňa Google

Stiahnite si referencie