AlphaFold prikazuje intimne detalje oplodnje jajne stanice i spermija

AlphaFold prikazuje intimne detalje oplodnje jajne stanice i spermija

Alat za umjetnu inteligenciju koji je ove godine dobio Nobelovu nagradu, ima intimne detalje o molekularnom susretu između Sperma i jajašca 1 otkriveno.

AlphaFold program, koji predviđa strukture proteina, identificirao trio proteina koji djeluju kao posrednici između gameta. Bez ovih proteina mogao spolno razmnožavanje zastao u raznim životinjama, od zebrica do sisavaca.

Onaj 17. listopada uĆelijaObjavljeno otkriće poništava raniju pretpostavku da bi samo dva proteina - jedan na jajnoj stanici i jedan na spermiju - bila dovoljna da osiguraju oplodnju, kaže Enrica Bianchi, reproduktivni biologinja sa sveučilišta u Rimu "Tor Vergata" koja nije bila uključena u studiju. "Više nije stari koncept posjedovanja ključa i brave za otvaranje vrata", kaže ona. "Postalo je još kompliciranije."

Tajanstveni sindikat

Unatoč svojoj ključnoj ulozi u reprodukciji, fuzija jajašca i sperme kod kralježnjaka je molekularna zagonetka koju je teško odgonetnuti. Veza između dviju stanica sadrži proteine ​​koji se nalaze u masnim membranama i teško ih je ispitati uobičajenim biokemijskim metodama. Interakcije između ovih proteina često su slabe i nepostojane, te je teško prikupiti dovoljno jajašaca i sperme od nekih od omiljenih laboratorijskih životinja, uključujući miševe, za velike eksperimente.

Iz tog razloga, rane studije reproduktivne biologije često su bile usmjerene na morske beskralješnjake, koji ispuštaju velike količine jaja i sperme u vodu. “Ako uzmete udžbenik i pogledate oplodnju, bit ćete sve oko toga morski jež "Teško je to proučavati", kaže Gavin Wright, biokemičar sa Sveučilišta York, UK, koji nije bio uključen u studiju.

Kako bi prevladali problem opskrbe, Andrea Pauli, molekularna biologinja na Istraživačkom institutu za molekularnu patologiju u Beču, i njezini kolege započeli su s radom Zebrica, vrsta kralježnjaka koji također ispušta svoja jajašca i spermu u okolnu vodu. Kako bi zaobišli poteškoće rada s membranskim proteinima u laboratoriju, tim je koristio AlphaFold predvidjeti interakcije između proteina. Dvojica programera AlphaFolda primili su Nobelovu nagradu za kemiju 9. listopada.

Ne dva, nego tri

AlphaFold je predvidio da tri proteina sperme rade zajedno kako bi formirali kompleks. Za dva od ovih proteina ranije se znalo da su važni za plodnost. Pauli i njezini kolege potom su potvrdili da je treći također ključan za plodnost i kod zebrica i kod miševa te da ta tri proteina međusobno djeluju.

Tim je također otkrio da kod zebrica trio stvara mjesto za vezanje proteina jajeta, osiguravajući mehanizam pomoću kojeg se dvije stanice međusobno prepoznaju. "To je način da kažete 'Spermijo, pronašli ste jajašce' i 'Jaje, pronašli ste spermij'", kaže Andreas Blaha, biokemičar na Istraživačkom institutu za molekularnu patologiju i koautor studije.

Rezultati bi jednog dana mogli pružiti način da se ispitaju ljudi s neplodnošću kako bi se vidjelo mogu li problemi s ovim kompleksom biti uzrok, kaže Wright.

Rezultati također naglašavaju ulogu AlphaFolda u proučavanju oplodnje, dodaje. "Ograničeni smo u smislu eksperimentiranja", kaže. "Moglo bi biti da ovi rezultati modela igraju važnu ulogu u budućnosti."

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

   Google znalac

Preuzmite reference