AlphaFold revela cómo se conectan el espermatozoide y el óvulo en detalles íntimos

Una herramienta de inteligencia artificial galardonada con el Premio Nobel de este año Se revelan detalles íntimos de su dulce encuentro molecular Esperma y óvulos¹.

programa de plegado alfa, Que predice las estructuras de las proteínas.Identificó tres proteínas que cooperan para actuar como mediadoras entre gametos. Sin ellos, reproducción sexual El callejón sin salida puede ocurrir en una amplia gama de animales, desde el pez cebra hasta los mamíferos.

El resultado, publicado el 17 de octubre en celúlaexpone la idea anterior Son solo dos proteínas. Uno sobre el óvulo y otro sobre el espermatozoide sería suficiente para garantizar la fertilización, afirma Enrica Bianchi, bióloga reproductiva de la Universidad de Roma Tor Vergata, que no participó en el estudio. “Ya no es el viejo concepto de tener una llave y una cerradura para abrir la puerta”, dice. “Es más complicado”.

Unión misteriosa

A pesar de su papel crucial en la reproducción, la fusión de óvulos y espermatozoides en los vertebrados es un rompecabezas molecular que ha resultado difícil de resolver. La unión de las dos células involucra proteínas que se encuentran en las membranas lipídicas y que son difíciles de estudiar mediante métodos bioquímicos estándar. Las interacciones entre estas proteínas suelen ser débiles y transitorias, y es difícil recolectar suficientes óvulos y esperma de algunos de los animales de laboratorio favoritos de los investigadores, incluidos los ratones, para experimentos extensos.

Detener los espermatozoides en la fuente

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Como resultado, los primeros estudios de biología reproductiva a menudo se centraron en invertebrados marinos que liberan grandes cantidades de óvulos y espermatozoides en el agua. “Si tomaras un libro de texto del estante y buscaras fertilización, leerías todo al respecto erizos de mardice Gavin Wright, bioquímico de la Universidad de York en el Reino Unido, que no participó en el estudio. “Es algo difícil de investigar”.

Para superar el problema de suministro, Andrea Pauli, bióloga molecular del Instituto de Investigación de Patología Molecular de Viena, y sus colegas comenzaron a trabajar en… pez cebraEs un vertebrado que también libera sus óvulos y espermatozoides en las aguas circundantes. Para superar las dificultades de trabajar con proteínas de membrana en el laboratorio, el equipo utilizó… Pliegue alfa Predecir interacciones entre proteínas. Dos desarrolladores de AlphaFold recibieron el Premio Nobel de Química el 9 de octubre.

No dos, sino tres

AlphaFold especuló que tres proteínas de los espermatozoides trabajan juntas para formar un complejo. Anteriormente se sabía que dos de estas proteínas eran importantes para la fertilidad. Pauli y sus colegas luego confirmaron que la tercera proteína también es importante para la fertilidad tanto en el pez cebra como en los ratones, y que las tres proteínas interactúan entre sí.

El equipo también descubrió que en el pez cebra, el triplete crea un lugar para que se una la proteína del huevo, proporcionando un mecanismo mediante el cual las dos células pueden reconocerse entre sí. “Es una forma de decir: 'Esperma, encontré un óvulo' y 'Óvulo, encontré un espermatozoide'”, dice Andreas Blaha, bioquímico del Instituto de Investigación de Patología Molecular y coautor del estudio. estudiar.

Wright dice que los hallazgos podrían algún día conducir a una forma de evaluar la infertilidad en las personas para ver si los problemas asociados con este compuesto podrían ser los culpables.

Añade que los resultados resaltan el papel de AlphaFold en el estudio de la fertilización. “Estamos limitados en términos de experimentos”, dice. “Estos estudios de modelización pueden desempeñar un papel importante en el futuro”.