Три белка спермы работают вместе, обеспечивая оплодотворение у позвоночных. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Ученые из Научно-исследовательского института молекулярной патологии в Вене с помощью модели AlphaFold открыли ключевой механизм, позволяющий сперматозоиду проникнуть в яйцеклетку. Анализ показал, что механизм играет критическую роль в процессе оплодотворения у всех позвоночных животных.
Исследователи использовала AlphaFold для прогнозирования взаимодействий между белками сперматозоидов. Анализ показал, что три белка — Izumo1, Spaca6 и ранее неизвестный Tmem81 — образуют комплекс, необходимый для слияния сперматозоида с яйцеклеткой. Этот комплекс действует как «ключ», взаимодействующий с «замком» на поверхности яйцеклетки.
Проникновение сперматозоида в яйцеклетку
AlphaFold — это программа на базе ИИ от Google DeepMind, которая выполняет предсказания пространственной структуры белка. За создание модели в 2024 году Демис Хассабис и Джон Джампер получили половину Нобелевской премии по химии.
Чтобы подтвердить выводы ИИ, исследователи провели эксперименты на рыбках данио и мышах. Они обнаружили, что нарушение работы белкового комплекса приводило к бесплодию у самцов обоих видов. Дальнейшие исследования показали, что аналогичный комплекс существует и у людей, что говорит о его универсальности для позвоночных животных.
Разные «замки» с одним ключом у разных видов. Изображение: Deneke et al. 2024
Это открытие важно для понимания изучения процесса оплодотворения и лечения бесплодия. Оно также демонстрирует детали эволюции репродуктивных механизмов. Ученые показали, что в то время как белки сперматозоидов остались неизменными у разных видов, белки яйцеклеток эволюционировали независимо. Например, у рыбок данио роль «замка» играет белок Bouncer, а у млекопитающих — не связанный с ним эволюционно белок Juno.
