AlphaFold mostra i dettagli intimi della fecondazione di ovociti e spermatozoi

AlphaFold mostra i dettagli intimi della fecondazione di ovociti e spermatozoi

Uno strumento di intelligenza artificiale che quest’anno ha vinto il Premio Nobel, ha dettagli intimi sull'incontro molecolare tra Sperma e ovuli 1 rivelato.

Il programma AlphaFold, che predice la struttura delle proteine, hanno identificato un trio di proteine ​​che fungono da intermediari tra i gameti. Senza queste proteine ​​potrebbero riproduzione sessuale stallato in una varietà di animali, dal pesce zebra ai mammiferi.

Quello del 17 ottobre aCellaLa scoperta pubblicata ribalta l'ipotesi precedente secondo cui solo due proteine ​​- una nell'ovulo e una nello sperma - sarebbero sufficienti per garantire la fecondazione, afferma Enrica Bianchi, biologa della riproduzione dell'Università di Roma "Tor Vergata" che non è stata coinvolta nello studio. "Non è più il vecchio concetto di avere una chiave e una serratura per aprire la porta", afferma. "È diventato più complicato."

Un'unione misteriosa

Nonostante il suo ruolo fondamentale nella riproduzione, la fusione ovulo-sperma nei vertebrati è un puzzle molecolare che si è rivelato difficile da decifrare. La connessione tra le due cellule contiene proteine ​​che si trovano nelle membrane grasse e sono difficili da esaminare con i comuni metodi biochimici. Le interazioni tra queste proteine ​​sono spesso deboli e volatili, ed è difficile raccogliere abbastanza ovuli e spermatozoi da alcuni degli animali da laboratorio preferiti, compresi i topi, per esperimenti su larga scala.

Per questo motivo, i primi studi di biologia riproduttiva si sono spesso concentrati sugli invertebrati marini, che rilasciano nell’acqua grandi quantità di uova e sperma. “Se prendi un libro di testo e cerchi informazioni sulla fecondazione, ne saprai di più riccio di mare "È una cosa complicata da studiare", afferma Gavin Wright, biochimico dell'Università di York, nel Regno Unito, che non è stato coinvolto nello studio.

Per superare il problema dell’offerta, Andrea Pauli, biologa molecolare presso l’Istituto di ricerca di patologia molecolare di Vienna, e i suoi colleghi hanno iniziato il loro lavoro Pesce zebra, un tipo di vertebrato che rilascia anche le sue uova e lo sperma nell'acqua circostante. Per aggirare le difficoltà legate al lavoro con le proteine ​​di membrana in laboratorio, il team ha utilizzato AlphaFold prevedere le interazioni tra proteine. Due degli sviluppatori di AlphaFold hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica il 9 ottobre.

Non due, ma tre

AlphaFold ha previsto che tre proteine ​​dello sperma lavorano insieme per formare un complesso. Due di queste proteine ​​erano precedentemente note per essere importanti per la fertilità. Pauli e i suoi colleghi hanno poi confermato che anche la terza è cruciale per la fertilità sia nel pesce zebra che nei topi e che le tre proteine ​​interagiscono tra loro.

Il team ha anche scoperto che nel pesce zebra il trio crea un luogo in cui una proteina dell'uovo può legarsi, fornendo un meccanismo attraverso il quale le due cellule possono riconoscersi a vicenda. "È un modo per dire: 'Sperma, hai trovato un ovulo' e 'Uovo, hai trovato uno spermatozoo'", afferma Andreas Blaha, biochimico presso l'Istituto di ricerca di patologia molecolare e coautore dello studio.

I risultati potrebbero un giorno fornire un modo per sottoporre a screening le persone affette da infertilità per vedere se i problemi legati a questo complesso potrebbero essere la causa, afferma Wright.

I risultati evidenziano anche il ruolo di AlphaFold nello studio della fecondazione, aggiunge. “Siamo limitati in termini di sperimentazione”, afferma. “Potrebbe darsi che questi risultati del modello svolgano un ruolo importante in futuro”.

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

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