AlphaFold prikazuje intimne podrobnosti oploditve jajčeca in semenčice

AlphaFold prikazuje intimne podrobnosti oploditve jajčeca in semenčice

Orodje umetne inteligence, ki je letos prejelo Nobelovo nagrado, ima intimne podrobnosti o molekularnem srečanju med Sperma in jajčeca 1 razkrila.

program AlphaFold, ki napoveduje proteinske strukture, je identificiral trio proteinov, ki delujejo kot posredniki med gametami. Brez teh beljakovin bi lahko spolno razmnoževanje zastala pri različnih živalih, od cebric do sesalcev.

Tisti 17. oktobra vCelicaObjavljeno odkritje ovrže prejšnjo predpostavko, da bi samo dva proteina - eden na jajčecu in eden na spermi - zadostovala za zagotovitev oploditve, pravi Enrica Bianchi, reproduktivna biologinja z rimske univerze "Tor Vergata", ki ni bila vključena v študijo. "To ni več stari koncept, da bi imeli ključ in ključavnico za odpiranje vrat," pravi. "Postalo je bolj zapleteno."

Skrivnostna zveza

Kljub kritični vlogi pri razmnoževanju je zlitje jajčec in semenčic pri vretenčarjih molekularna uganka, ki jo je težko razvozlati. Povezava med obema celicama vsebuje beljakovine, ki se nahajajo v maščobnih membranah in jih je težko preiskati z običajnimi biokemičnimi metodami. Interakcije med temi proteini so pogosto šibke in nestanovitne, zato je težko zbrati dovolj jajčec in semenčic nekaterih najljubših laboratorijskih živali, vključno z mišmi, za obsežne poskuse.

Zato so se zgodnje študije reproduktivne biologije pogosto osredotočale na morske nevretenčarje, ki v vodo sproščajo velike količine jajčec in semenčic. »Če vzamete učbenik in poiščete oploditev, boste vse skupaj morski ježek "To je težavno preučevanje," pravi Gavin Wright, biokemik z Univerze v Yorku v Veliki Britaniji, ki ni bil vključen v študijo.

Da bi premagali težave z oskrbo, so Andrea Pauli, molekularna biologinja na Raziskovalnem inštitutu za molekularno patologijo na Dunaju, in njeni sodelavci začeli z delom cebrica, vrsta vretenčarja, ki prav tako izpušča svoja jajčeca in semenčice v okoliško vodo. Da bi se izognili težavam pri delu z membranskimi proteini v laboratoriju, je ekipa uporabila AlphaFold napovedati interakcije med proteini. Dva od razvijalcev AlphaFolda sta 9. oktobra prejela Nobelovo nagrado za kemijo.

Ne dva, ampak trije

AlphaFold je napovedal, da trije proteini sperme delujejo skupaj in tvorijo kompleks. Za dva od teh proteinov je bilo prej znano, da sta pomembna za plodnost. Pauli in njeni sodelavci so nato potrdili, da je tudi tretji ključnega pomena za plodnost tako pri cebricah kot pri miših in da trije proteini medsebojno delujejo.

Skupina je tudi ugotovila, da pri cebricah trojica ustvari prostor za vezavo jajčne beljakovine, kar zagotavlja mehanizem, s katerim se celici lahko prepoznata. "To je način, kako reči 'Sperma, našli ste jajčece' in 'Jajce, našli ste spermo'," pravi Andreas Blaha, biokemik na raziskovalnem inštitutu za molekularno patologijo in soavtor študije.

Rezultati bi lahko nekega dne zagotovili način za pregled ljudi z neplodnostjo, da bi ugotovili, ali so težave s tem kompleksom lahko vzrok, pravi Wright.

Rezultati poudarjajo tudi vlogo AlphaFolda pri proučevanju oploditve, dodaja. "Glede eksperimentiranja smo omejeni," pravi. "Lahko bi imeli ti rezultati modela pomembno vlogo v prihodnosti."

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

   Google Učenjak

Prenesite reference