ШІ AlphaFold знайшов раніше невідомий ключовий для запліднення білок

Штучний інтелект AlphaFold знайшов третій невідомий раніше білок, ключовий для запліднення яйцеклітини. Він змоделював комплекс із трьох білків на поверхні сперматозоїда, які беруть участь у цьому процесі. Нове відкриття допоможе краще зрозуміти причини безпліддя у чоловіків та підкаже можливі способи його лікування. Дослідження опублікували в журналі Cell.

Комплекс білків сперматозоїда та їхня взаємодія з білками яйцеклітини риби (зліва) та ссавців (справа). Deneke et al. / Cell, 2024

Комплекс білків сперматозоїда та їхня взаємодія з білками яйцеклітини риби (зліва) та ссавців (справа). Deneke et al. / Cell, 2024

Що штучний інтелект розповів про запліднення?

За допомогою штучного інтелекту AlphaFold, який здатен передбачати структуру і взаємодії білків, науковці визначили три білки — Izumo1, Spaca6 і Tmem81, які утворюють комплекс на поверхні сперматозоїда. Серед них про роль Tmem81 у заплідненні до використання AlphaFold було невідомо. Виявилося, що саме цей комплекс відповідальний за зв’язування сперматозоїда з яйцеклітиною, а не лише білок Izumo1, як вважали раніше.

Як показали подальші дослідження, у рибок даніо-реріо цей комплекс зв’язується з білком Bouncer на яйцеклітині, а у ссавців — з білком JUNO. Таке відкриття показує, що сперматозоїди у хребетних еволюційно є більш консервативними, ніж яйцеклітини, які зазнають більших змін будови.

Науковці також встановили, що відсутність одного з білків комплексу, Tmem81, призводить до стерильності у самців риб та мишей. Подальші дослідження цього комплексу не лише покращать наше розуміння процесів запліднення, але й посприяють розробці нових методів терапії безпліддя, адже генетичні мутації в білках Izumo1, Spaca6 або Tmem81 можуть бути відповідальними за проблеми із заплідненням.

  • Науковцям також вдалося пояснити, чому яйцеклітина запліднюється одним, а не двома сперматозоїдами. Як виявилося, злиття оболонки сперматозоїда з оболонкою яйцеклітини робить її міцнішою.
  • За розробку штучного інтелекту AlphaFold цьогоріч половину Нобелівської премії з хімії присудили Демісу Гассабісу та Джону Джамперу.