AlphaFold näitab munaraku ja sperma viljastamise intiimseid üksikasju

AlphaFold näitab munaraku ja sperma viljastamise intiimseid üksikasju

Tehisintellekti tööriist, mis võitis tänavu Nobeli preemia, sisaldab intiimseid üksikasju molekulaarse kohtumise kohta Sperma ja munad 1 paljastatud.

programm AlphaFold, mis ennustab valkude struktuure, tuvastas valkude kolmiku, mis toimivad sugurakkude vaheliste vahendajatena. Ilma nende valkudeta saaks seksuaalne paljunemine seiskunud mitmesugustel loomadel, sebrakaladest imetajateni.

17. oktoobrilLahterAvaldatud leid lükkab ümber varasema oletuse, et viljastumise tagamiseks piisaks vaid kahest proteiinist – ühest munarakul ja teisest spermas, ütleb Rooma Tor Vergata ülikooli reproduktiivbioloog Enrica Bianchi, kes ei osalenud uuringus. "See ei ole enam vana kontseptsioon, et ukse avamiseks on võti ja lukk," ütleb ta. "See on muutunud keerulisemaks."

Salapärane liit

Vaatamata oma kriitilisele rollile paljunemisel on selgroogsete muna-sperma liitmine molekulaarne mõistatus, mida on raske dešifreerida. Kahe raku vaheline ühendus sisaldab valke, mis paiknevad rasvmembraanides ja mida on tavaliste biokeemiliste meetodite abil raske uurida. Nende valkude vahelised vastasmõjud on sageli nõrgad ja muutlikud ning suuremahuliste katsete jaoks on raske koguda mõnelt lemmiklaboriloomalt, sealhulgas hiirtelt, piisavalt mune ja spermat.

Sel põhjusel keskendusid varased reproduktiivbioloogia uuringud sageli mereselgrootutele, kes vabastavad vette suures koguses mune ja spermat. "Kui võtate õpiku ja otsite väetamist, saate sellest üle merisiilik "Seda on keeruline uurida," ütleb Gavin Wright, Ühendkuningriigi Yorki ülikooli biokeemik, kes ei osalenud uuringus.

Tarneprobleemist ülesaamiseks alustasid tööd Viini molekulaarpatoloogia uurimisinstituudi molekulaarbioloog Andrea Pauli ja tema kolleegid. Sebrakala, selgroogsete tüüp, kes eraldab ka oma munarakud ja sperma ümbritsevasse vette. Membraanvalkudega laboris töötamise raskustest kõrvalehoidmiseks kasutas meeskond AlphaFold et ennustada valkude vahelisi koostoimeid. Kaks AlphaFoldi arendajat said 9. oktoobril Nobeli keemiaauhinna.

Mitte kaks, vaid kolm

AlphaFold ennustas, et kolm sperma valku töötavad koos kompleksi moodustamiseks. Kaks neist valkudest olid varem teadaolevalt olulised viljakuse jaoks. Pauli ja tema kolleegid kinnitasid seejärel, et kolmas on ka nii sebrakala kui ka hiirte viljakuse seisukohalt ülioluline ning et need kolm valku interakteeruvad üksteisega.

Meeskond avastas ka, et sebrakala puhul loob kolmik munavalgu sidumiseks koha, pakkudes mehhanismi, mille abil need kaks rakku üksteist ära tunnevad. "See on viis öelda: "Sperma, sa leidsid munaraku" ja "Muna, sa leidsid sperma"," ütleb Andreas Blaha, molekulaarpatoloogia uurimisinstituudi biokeemik ja uuringu kaasautor.

Tulemused võivad ühel päeval pakkuda võimalust viljatuse all kannatavate inimeste kontrollimiseks, et näha, kas selle kompleksiga seotud probleemid võivad olla põhjuseks, ütleb Wright.

Tulemused rõhutavad ka AlphaFoldi rolli viljastamise uurimisel, lisab ta. "Meil on eksperimenteerimine piiratud, " ütleb ta. "Võib juhtuda, et need mudeli tulemused mängivad tulevikus olulist rolli."

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

   Google Scholar

Laadige alla viited