هوش مصنوعی اتصال اسپرم و تخمک را نمایش داد

ابزار هوش مصنوعی بعد از دریافت جوایز نوبل جزئیات دقیقی از اتصال مولکولی اسپرم و تخمک را نمایش داد.

کد خبر: ۷۴۸۷۵۴

تاریخ: ۰۱ آبان ۱۴۰۳ - ۱۱:۰۳

به گزارش ایران اکونومیست؛ هوش مصنوعی آلفافولد(AlphaFold)، که ساختارهای پروتئینی را پیش‌بینی می‌کند، سه پروتئین را شناسایی کرد که با هم ترکیب می‌شوند تا به‌عنوان هماهنگ‌کننده بین گامت‌ها کار کنند. بدون آنها، تولید مثل ممکن است در طیف گسترده‌ای از حیوانات، از ماهی‌ها گرفته تا پستانداران، به بن بست بخورد.

به نقل از نیچر، انریکا بیانچی(Enrica Bianchi)، زیست‌شناس تولید مثل در دانشگاه رم تور ورگاتا، می‌گوید این یافته که در روز ۱۷ اکتبر در مجله Cell منتشر شد، با تصور قبلی که تنها دو پروتئین یعنی یکی روی تخمک و دیگری روی اسپرم برای اطمینان از لقاح کافی است، در تضاد است. او که در این مطالعه شرکت نداشت می‌گوید: این مشابه مفهوم قدیمی نیست و پیچیده‌تر است.

یک اتحاد مرموز

فرآیندی که طی آن ادغام تخمک و اسپرم در مهره‌داران اتفاق می‌افتد، به رغم نقش حیاتی آن در تولید مثل، یک معمای مولکولی است که حل کردن آن دشوار است. اتحاد دو سلول شامل پروتئین‌هایی است که در غشاهای چرب قرار دارند و مطالعه آنها با استفاده از روش‌های استاندارد بیوشیمیایی سخت است. فعل و انفعالات بین این پروتئین‌ها اغلب ضعیف و زودگذر است و برداشت تخمک و اسپرم کافی از برخی از حیوانات آزمایشگاهی مورد علاقه محققان، از جمله موش، برای آزمایش‌های گسترده دشوار است.

در نتیجه، مطالعات اولیه زیست شناسی تولید مثل اغلب بر روی بی‌مهرگان دریایی متمرکز بود که مقادیر زیادی تخمک و اسپرم را در آب آزاد می‌کردند. گاوین رایت(Gavin Wright)، بیوشیمی‌دان دانشگاه یورک، بریتانیا که در این مطالعه شرکت نداشت، می‌گوید: اگر یک کتاب درسی را از قفسه بردارید و به دنبال لقاح بگردید، همه چیز را در مورد خارپشت دریایی خواهید خواند. تحقیق یک چیز دشوار است.

برای غلبه بر این مشکل، آندره‌آ پائولی(Andrea Pauli)، زیست شناس مولکولی در موسسه تحقیقاتی آسیب شناسی مولکولی در وین، و همکارانش کار خود را روی گورخرماهی آغاز کردند، مهره‌داری که تخمک‌ها و اسپرم‌های خود را نیز در آب آزاد می‌کند. برای دور زدن مشکلات کار با پروتئین‌های غشایی در آزمایشگاه، آنها از آلفافولد برای پیش بینی تعامل بین پروتئین‌ها استفاده کرد. دو نفر از توسعه دهندگان آلفا فولد در روز ۹ اکتبر سهمی از جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۴ دریافت کردند.

سه پروتئین به جای دو عدد

آلفا فولد پیش‌بینی کرد که سه پروتئین اسپرم با هم ترکیب می‌شوند و یک ترکیب را تشکیل می‌دهند. دو مورد از این پروتئین‌ها پیش از این برای باروری مهم شناخته شده بودند. پائولی و همکارانش با کار در آزمایشگاه تأیید کردند که سومین پروتئین برای باروری هم در گورخرماهی و هم در موش‌ها بسیار مهم است و این سه پروتئین در گورخرماهی و اسپرم انسان با یکدیگر تعامل دارند.

این گروه همچنین دریافتند که در گورخرماهی، این سه پروتئین یک محل اتصال برای پروتئین تخمک به نام Bouncer ایجاد می‌کنند که مکانیسمی را شکل می‌دهد که به وسیله آن، دو سلول می‌توانند یکدیگر را تشخیص دهند.

رایت می‌گوید: این یافته‌ها ممکن است روزی راهی برای غربالگری افرادی که با ناباروری دست و پنجه نرم می‌کنند، پیدا کند تا مشخص شود آیا مشکلات مربوط به این مجموعه می‌تواند علت آن باشد یا خیر.

او اضافه می‌کند که نتایج به دست آمده، نقش مهم آلفافولد را در مطالعه نشان می‌دهد. او می‌گوید: ما از نظر آزمایش‌ها محدود هستیم. ممکن است این مطالعات نقش مهمی در آینده داشته باشند.