AlphaFold показва интимни подробности за оплождането на яйцеклетка и сперма

AlphaFold показва интимни подробности за оплождането на яйцеклетка и сперма

Инструмент за изкуствен интелект, който тази година спечели Нобелова награда, има интимни подробности за молекулярната среща между Сперма и яйцеклетки 1 разкри.

Програмата AlphaFold, който предсказва протеиновите структури, идентифицира трио от протеини, които действат като посредници между гаметите. Без тези протеини може полово размножаване в застой в различни животни, от риба зебра до бозайници.

Този на 17 октомври вклеткаПубликуваното откритие преобръща по-ранното предположение, че само два протеина - един на яйцеклетката и един на сперматозоида - биха били достатъчни, за да осигурят оплождане, казва Енрика Бианки, репродуктивен биолог от Римския университет "Tor Vergata", който не е участвал в изследването. „Вече не е старата концепция за ключ и ключалка за отваряне на вратата“, казва тя. „Стана по-сложно.“

Мистериозен съюз

Въпреки критичната си роля в репродукцията, сливането на яйцеклетки и сперматозоиди при гръбначните животни е молекулярен пъзел, който се оказа труден за дешифриране. Връзката между двете клетки съдържа протеини, които се намират в мастните мембрани и са трудни за изследване с помощта на обичайните биохимични методи. Взаимодействията между тези протеини често са слаби и непостоянни и е трудно да се съберат достатъчно яйцеклетки и сперма от някои от любимите лабораторни животни, включително мишки, за широкомащабни експерименти.

Поради тази причина ранните изследвания на репродуктивната биология често се фокусират върху морските безгръбначни, които отделят големи количества яйца и сперма във водата. „Ако вземете учебник и потърсите оплождането, ще бъдете разбрани морски таралеж „Това е трудно нещо за изучаване“, казва Гавин Райт, биохимик от университета в Йорк, Обединеното кралство, който не е участвал в проучването.

За да преодолеят проблема с доставките, Андреа Паули, молекулярен биолог от Изследователския институт за молекулярна патология във Виена, и нейните колеги започнаха своята работа Риба зебра, вид гръбначно животно, което също освобождава своите яйца и сперматозоиди в околната вода. За да се заобиколят трудностите при работа с мембранни протеини в лабораторията, екипът използва AlphaFold да се предвидят взаимодействията между протеините. Двама от разработчиците на AlphaFold получиха Нобеловата награда за химия на 9 октомври.

Не две, а три

AlphaFold прогнозира, че три протеина на спермата работят заедно, за да образуват комплекс. За два от тези протеини преди беше известно, че са важни за плодовитостта. След това Паули и нейните колеги потвърдиха, че третият също е от решаващо значение за плодовитостта както при рибките зебра, така и при мишките и че трите протеина взаимодействат един с друг.

Екипът също установи, че при рибата зебра триото създава място за свързване на яйчен протеин, осигурявайки механизъм, чрез който двете клетки могат да се разпознават една друга. „Това е начин да кажете „Сперматозоиди, намерихте яйцеклетка“ и „Яйцеклетка, намерихте сперматозоиди“, казва Андреас Блаха, биохимик в Изследователския институт по молекулярна патология и съавтор на изследването.

Резултатите биха могли един ден да предоставят начин за скрининг на хора с безплодие, за да се види дали проблемите с този комплекс могат да бъдат причината, казва Райт.

Резултатите също подчертават ролята на AlphaFold в изучаването на оплождането, добавя той. „Ние сме ограничени по отношение на експериментирането“, казва той. „Възможно е тези резултати от модела да играят важна роля в бъдеще.“

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

   Google Наука

Изтегляне на препратки