Процесс оплодотворения, когда сливаются сперматозоид и яйцеклетка, долгое время оставался загадкой. Новое же исследование австрийских ученых дает интригующие подсказки. Оно показывает, что оплодотворение работает как замок и ключ. И так — во всем животном мире, от рыб до людей.
«Мы обнаружили этот механизм, который, насколько нам известно, является основополагающим для всех позвоночных», — говорит сотрудник Научно-исследовательского института молекулярной патологии в Вене Андреа Паули.
Ученые ранее знали о двух белках, один на поверхности сперматозоида, а другой на мембране яйцеклетки. Теперь они смогли идентифицировать новый белок, который обеспечивает первую молекулярную связь между сперматозоидом и яйцеклеткой. А также продемонстрировали, как он функционирует в живых существах.
Под микроскопом — сперматозоид и яйцеклетка
Команда ученых установила, что три белка на сперме соединяются, образуя своего рода ключ, который отпирает яйцеклетку, позволяя сперме прикрепиться. Их выводы получены в ходе исследований на рыбке данио-рерио, мышах и человеческих клетках. Они показывают, как этот процесс сохранялся на протяжении миллионов лет эволюции. Результаты были опубликованы в четверг в журнале Cell.
По словам Паули, ранее не было известно, как белки «работают сообща, позволяя сперматозоиду и яйцеклетке узнавать друг друга».
На этом снимке с микроскопа: оплодотворение яйцеклетки мыши, отмеченное красным и зеленым. ДНК отмечена синим цветом и показана в яйцеклетке вверху и в сперматозоиде внизу слева. (Юнган Лу/Университет Осаки)
Также ученые до сих пор не знают, как сперматозоид попадает внутрь яйцеклетки после прикрепления. Однако надеются разобраться в этом в дальнейшем.
По словам Паули, в конечном итоге такая работа может помочь другим ученым лучше понять бесплодие или разработать новые методы контроля рождаемости.
На снимке, полученном с помощью электронного микроскопа в Научно-исследовательском институте молекулярной патологии — сперматозоид данио-рерио, связанный с местом проникновения сперматозоида в яйцеклетку.
На помощь пришел искусственный интеллект
Работая над решением проблемы, лаборатория использовала инструмент искусственного интеллекта AlphaFold от Google DeepMind. Его разработчики использовали ИИ открыли мощные методы расшифровки и даже разработки новых белков — строительных блоков жизни. В начале этого месяца они удостоены Нобелевской премии.
Раньше исследователям приходилось тратить месяцы и годы на расшифровку структуры одного сложного белка. Однако созданная исследователями модель искусственного интеллекта AlphaFold может довольно точно определить структуру белка в течение нескольких секунд или минут.
Просмотров: 11
