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AlphaFold mostra detalhes íntimos da fertilização de óvulos e espermatozoides
AlphaFold revela como espermatozoides e óvulos interagem em nível molecular, revolucionando nossa compreensão da reprodução.
AlphaFold mostra detalhes íntimos da fertilização de óvulos e espermatozoides
Uma ferramenta de inteligência artificial que ganhou o Prêmio Nobel este ano, tem detalhes íntimos sobre o encontro molecular entre Esperma e óvulos 1 revelado.
O programa AlphaFold, que prevê estruturas proteicas, identificaram um trio de proteínas que atuam como intermediárias entre os gametas. Sem essas proteínas poderia reprodução sexuada estagnado em uma variedade de animais, desde peixes-zebra até mamíferos.
Aquele em 17 de outubro emCélulaA descoberta publicada derruba a suposição anterior de que apenas duas proteínas – uma no óvulo e outra no esperma – seriam suficientes para garantir a fertilização, diz Enrica Bianchi, bióloga reprodutiva da Universidade de Roma “Tor Vergata”, que não esteve envolvida no estudo. “Não é mais o velho conceito de ter chave e fechadura para abrir a porta”, diz ela. “Ficou mais complicado.”
Uma união misteriosa
Apesar de seu papel crítico na reprodução, a fusão óvulo-espermatozoide em vertebrados é um quebra-cabeça molecular que se revelou difícil de decifrar. A conexão entre as duas células contém proteínas localizadas em membranas gordurosas e são difíceis de examinar usando métodos bioquímicos comuns. As interações entre essas proteínas são frequentemente fracas e voláteis, e é difícil coletar óvulos e espermatozóides suficientes de alguns dos animais de laboratório favoritos, incluindo ratos, para experimentos em grande escala.
Por esta razão, os primeiros estudos de biologia reprodutiva centraram-se frequentemente nos invertebrados marinhos, que libertam grandes quantidades de óvulos e espermatozoides na água. “Se você pegar um livro e pesquisar sobre fertilização, você vai superar tudo ouriço do mar “É algo complicado de estudar”, diz Gavin Wright, bioquímico da Universidade de York, no Reino Unido, que não esteve envolvido no estudo.
Para superar o problema de abastecimento, Andrea Pauli, bióloga molecular do Instituto de Pesquisa de Patologia Molecular de Viena, e seus colegas iniciaram seu trabalho Peixe-zebra, um tipo de vertebrado que também libera seus óvulos e espermatozoides na água circundante. Para contornar as dificuldades de trabalhar com proteínas de membrana em laboratório, a equipe utilizou AlfaFold para prever as interações entre proteínas. Dois dos desenvolvedores do AlphaFold receberam o Prêmio Nobel de Química em 9 de outubro.
Não dois, mas três
AlphaFold previu que três proteínas espermáticas trabalham juntas para formar um complexo. Duas dessas proteínas eram anteriormente conhecidas por serem importantes para a fertilidade. Pauli e seus colegas confirmaram então que a terceira também é crucial para a fertilidade tanto no peixe-zebra quanto nos camundongos e que as três proteínas interagem entre si.
A equipe também descobriu que no peixe-zebra, o trio cria um local para a ligação da proteína do ovo, proporcionando um mecanismo pelo qual as duas células podem se reconhecer. “É uma forma de dizer: ‘Esperma, você encontrou um óvulo’ e ‘Ovo, você encontrou um espermatozoide'”, diz Andreas Blaha, bioquímico do Instituto de Pesquisa de Patologia Molecular e coautor do estudo.
Os resultados poderão um dia fornecer uma forma de rastrear pessoas com infertilidade para ver se problemas com este complexo podem ser a causa, diz Wright.
Os resultados também destacam o papel do AlphaFold no estudo da fertilização, acrescenta. “Somos limitados em termos de experimentação”, diz ele. “Pode ser que esses resultados do modelo desempenhem um papel importante no futuro.”
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Deneke, VE, et al. Célula https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01093-6 (2024).