Symbolbild: Pixabay
Dank einer erweiterten Version von AlphaFold, einem Werkzeug der künstlichen Intelligenz zur Modellierung von Proteinen, hat ein Team einen entscheidenden Proteintrimer identifiziert, der für die Befruchtung essentiell ist. Dieser Komplex spielt eine Schlüsselrolle bei der Erkennung zwischen Eizelle und Spermium.
Diese Entdeckung widerlegt eine alte Hypothese, die besagte, dass lediglich zwei Proteine, die auf beiden Gameten vorhanden sind, ausreichen würden, um die Befruchtung zu gewährleisten. Die Ergebnisse zeigen, dass drei Proteine, darunter das neu identifizierte Tmem81, miteinander interagieren.
Die Forscher testeten ihre Vorhersagen an verschiedenen Spezies. Sie beobachteten diesen Prozess beim Zebrafisch, bei der Maus und sogar an menschlichen Zellen. Dieser Trimer, der sich auf der Spermienmembran befindet, ist für die Fusion der Gameten unerlässlich.
Bei Wirbeltieren erfolgt diese Interaktion über ein spezifisches Eizellenprotein, das bei Säugetieren Juno und bei Fischen Bouncer genannt wird. Diese Proteine ermöglichen es der Eizelle, kompatible Spermien zu filtern.
Die Erhaltung dieses Mechanismus über Millionen Jahre der Evolution hinweg unterstreicht seine Bedeutung. Dennoch unterscheiden sich die Eizellenproteine von Spezies zu Spezies, ein Aspekt, der Forscher fasziniert.
Das Verständnis dieser Prozesse könnte Fortschritte in der Behandlung von Unfruchtbarkeit bringen und neue Wege für die Forschung im Bereich der Fortpflanzung eröffnen.
Was ist ein Protein?
Proteine sind essenzielle Moleküle für das reibungslose Funktionieren von Lebewesen. Sie bestehen aus Ketten von Aminosäuren und sind an der Zellstruktur, biochemischen Reaktionen und der Kommunikation zwischen Zellen beteiligt. Jedes Protein hat eine einzigartige Form, die es ihm ermöglicht, spezifische Funktionen zu erfüllen.
Die Befruchtung ist der Prozess, bei dem ein Spermium mit einer Eizelle verschmilzt, um eine Zygote zu bilden. Die Forscher haben herausgefunden, dass ein Komplex aus drei Proteinen (Izumo1, Spaca6 und Tmem81) in diesem Schritt unverzichtbar ist, da er die Bindung zwischen Spermium und Eizelle ermöglicht. Ohne dieses Trimer kann keine Befruchtung stattfinden, was zu Unfruchtbarkeit führt.
Was ist AlphaFold?
AlphaFold ist ein von DeepMind entwickeltes KI-Tool, das in der Lage ist, die dreidimensionale Struktur von Proteinen aus ihrer Aminosäuresequenz vorherzusagen. Diese Modellierung ist entscheidend, um die Funktionsweise von Proteinen und ihre Rolle in verschiedenen biologischen Prozessen wie der Befruchtung zu verstehen. Die Präzision von AlphaFold hat es ermöglicht, biochemische Rätsel zu lösen, die zuvor schwer zugänglich waren.