Az AlphaFold a petesejt és a spermium megtermékenyítésének intim részleteit mutatja be

Az AlphaFold a petesejt és a spermium megtermékenyítésének intim részleteit mutatja be

Egy mesterséges intelligencia eszköz, amely idén Nobel-díjat kapott, intim részletekkel rendelkezik a közötti molekuláris találkozásról Sperma és tojás 1 kiderült.

Az AlphaFold program, amely előrejelzi a fehérje szerkezetét, azonosított egy fehérjehármast, amelyek közvetítőként működnek az ivarsejtek között. Ezek nélkül a fehérjék nélkül szexuális szaporodás megrekedt különféle állatokban, a zebrahaltól az emlősökig.

Az október 17-iSejtA közzétett felfedezés megdönti azt a korábbi feltételezést, hogy mindössze két fehérje – egy a petesejtben és egy a spermiumon – elegendő lenne a megtermékenyítés biztosításához – mondja Enrica Bianchi, a Római Tor Vergata Egyetem reproduktív biológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban. „Már nem az a régi koncepció, hogy kulcs és zár nyitja az ajtót” – mondja. – Bonyolultabb lett.

Titokzatos szövetség

A szaporodásban betöltött kritikus szerepe ellenére a gerinceseknél a tojás-spermium fúzió olyan molekuláris rejtvény, amelyet nehéz megfejteni. A két sejt közötti kapcsolat olyan fehérjéket tartalmaz, amelyek zsírmembránokban helyezkednek el, és általános biokémiai módszerekkel nehezen vizsgálhatók. A fehérjék közötti kölcsönhatások gyakran gyengék és illékonyak, és nehéz elegendő tojást és spermát gyűjteni néhány kedvenc laboratóriumi állattól, beleértve az egereket is, nagyszabású kísérletekhez.

Emiatt a reproduktív biológia korai tanulmányai gyakran a tengeri gerinctelenekre összpontosítottak, amelyek nagy mennyiségű petéket és spermát bocsátanak ki a vízbe. „Ha veszel egy tankönyvet, és utánanézel a megtermékenyítésnek, akkor túl leszel rajta tengeri sün "Nehéz dolog tanulni" - mondja Gavin Wright, a University of York (Egyesült Királyság) biokémikusa, aki nem vett részt a tanulmányban.

Az ellátási probléma leküzdésére Pauli Andrea, a bécsi Molekuláris Patológiai Kutatóintézet molekuláris biológusa és munkatársai megkezdték munkájukat. Zebrahal, a gerincesek egy fajtája, amely petéit és spermáját is a környező vízbe bocsátja. A membránfehérjékkel való laboratóriumi munka nehézségeinek megkerülésére a csapat alkalmazta AlphaFold a fehérjék közötti kölcsönhatások előrejelzésére. Az AlphaFold két fejlesztője október 9-én vehette át a kémiai Nobel-díjat.

Nem kettő, hanem három

AlphaFold azt jósolta, hogy három spermiumfehérje együtt dolgozik, és komplexet alkot. E fehérjék közül kettőről korábban ismert volt, hogy fontosak a termékenység szempontjából. Pauli és munkatársai ezután megerősítették, hogy a harmadik a zebrahal és az egerek termékenysége szempontjából is kulcsfontosságú, és hogy a három fehérje kölcsönhatásba lép egymással.

A csapat azt is megállapította, hogy a zebrahalban a trió helyet hoz létre a tojásfehérje kötődéséhez, és olyan mechanizmust biztosít, amellyel a két sejt felismerheti egymást. "Ez egy módja annak, hogy azt mondjuk: "Sperma, találtál egy tojást" és "Egg, találtál egy spermát" - mondja Andreas Blaha, a Molekuláris Patológiai Kutatóintézet biokémikusa és a tanulmány társszerzője.

Az eredmények egy napon módot nyújthatnak a meddőségben szenvedők kiszűrésére, hogy kiderüljön, lehet-e ennek a komplexusnak az oka, mondja Wright.

Az eredmények rávilágítanak az AlphaFold szerepére a megtermékenyítés tanulmányozásában is, teszi hozzá. „A kísérletezés terén korlátozottak vagyunk” – mondja. "Elképzelhető, hogy ezek a modelleredmények fontos szerepet játszanak a jövőben."

1. Deneke, V.E. és mtsai. Sejt https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01093-6 (2024).

   Google Tudós

Referenciák letöltése