AlphaFold viser intime detaljer om befruktning av egg og sæd

AlphaFold viser intime detaljer om befruktning av egg og sæd

Et kunstig intelligensverktøy som vant Nobelprisen i år, har intime detaljer om det molekylære møtet mellom Spermier og egg 1 avslørt.

AlphaFold-programmet, som forutsier proteinstrukturer, identifiserte en trio av proteiner som fungerer som mellomledd mellom kjønnsceller. Uten disse proteinene kunne seksuell reproduksjon stoppet i en rekke dyr, fra sebrafisk til pattedyr.

Den 17. oktober iCelleDet publiserte funnet omstøter den tidligere antagelsen om at bare to proteiner – ett på egget og ett på sædcellene – ville være tilstrekkelig for å sikre befruktning, sier Enrica Bianchi, en reproduksjonsbiolog ved Universitetet i Roma «Tor Vergata» som ikke var involvert i studien. "Det er ikke lenger det gamle konseptet med å ha nøkkel og lås for å åpne døren," sier hun. – Det har blitt mer komplisert.

En mystisk forening

Til tross for sin kritiske rolle i reproduksjon, er egg-spermfusjon hos virveldyr et molekylært puslespill som har vist seg vanskelig å tyde. Sammenhengen mellom de to cellene inneholder proteiner som befinner seg i fettmembraner og er vanskelig å undersøke ved bruk av vanlige biokjemiske metoder. Interaksjonene mellom disse proteinene er ofte svake og flyktige, og det er vanskelig å samle nok egg og sæd fra noen av favorittlaboratoriedyrene, inkludert mus, for storskalaforsøk.

Av denne grunn fokuserte tidlige studier av reproduksjonsbiologi ofte på marine virvelløse dyr, som slipper ut store mengder egg og sæd i vannet. «Hvis du tar en lærebok og slår opp befruktning, vil du være over det hele kråkebolle "Det er en vanskelig ting å studere," sier Gavin Wright, en biokjemiker ved University of York, Storbritannia, som ikke var involvert i studien.

For å overvinne forsyningsproblemet begynte Andrea Pauli, en molekylærbiolog ved Research Institute for Molecular Pathology i Wien, og hennes kolleger arbeidet sitt. Sebrafisk, en type virveldyr som også slipper eggene og sædcellene ut i vannet rundt. For å omgå vanskelighetene med å jobbe med membranproteiner i laboratoriet, brukte teamet AlphaFold å forutsi interaksjonene mellom proteiner. To av AlphaFolds utviklere mottok Nobelprisen i kjemi 9. oktober.

Ikke to, men tre

AlphaFold spådde at tre sædproteiner jobber sammen for å danne et kompleks. To av disse proteinene var tidligere kjent for å være viktige for fertilitet. Pauli og hennes kolleger bekreftet da at den tredje også er avgjørende for fruktbarheten hos både sebrafisk og mus, og at de tre proteinene samhandler med hverandre.

Teamet fant også at i sebrafisk skaper trioen et sted for et eggprotein å binde seg, og gir en mekanisme som de to cellene kan gjenkjenne hverandre med. "Det er en måte å si: "Sperm, du fant et egg" og "Egg, du fant en sæd", sier Andreas Blaha, en biokjemiker ved Research Institute of Molecular Pathology og medforfatter av studien.

Resultatene kan en dag gi en måte å screene personer med infertilitet for å se om problemer med dette komplekset kan være årsaken, sier Wright.

Resultatene fremhever også AlphaFolds rolle i å studere befruktning, legger han til. "Vi er begrenset når det gjelder eksperimentering," sier han. "Det kan være at disse modellresultatene spiller en viktig rolle i fremtiden."

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

   Google Scholar

Last ned referanser