هوش مصنوعی آلفافولد جزئیات حیرت‌آوری را از ترکیب اسپرم و تخمک آشکار کرد_کویر دانش

هوش مصنوعی آلفافولد که ساختارهای پروتئینی را پیش‌بینی می‌کند، سه پروتئین را شناسایی کرده است که به اتصال بین گامت‌های نر و ماده پشتیبانی می‌کنند. بدون این پروتئین‌ها، تولیدمثل جنسی امکان پذیر در حیوانات گوناگون از ماهی گرفته تا پستانداران به بن‌بست برسد.

انریکا بیانکی، زیست‌شناس تولیدمثل در دانشگاه رم تورورگاتا می‌گوید یافته‌ی تازه که ۱۷ اکتبر در مجله‌ی Cell انتشار شد، با فکر قبلی که گفتن می‌کرد فقط دو پروتئین (یکی روی تخمک و فرد دیگر روی اسپرم) برای مطمعن از لقاح کافی می باشند، در تضاد است.

فرایندی که طی آن ادغام تخمک و اسپرم در مهره‌داران رخ می‌دهد، با وجود نقش حیاتی‌اش در تولیدمثل، معمایی مولکولی است که به‌سختی حل می‌بشود.

اتحاد دو سلول شامل پروتئین‌هایی است که در غشایی لیپیدی قرار دارند و این کار مطالعه آن‌ها را با منفعت گیری از راه حلهای استاندارد بیوشیمیایی دشوار می‌کند. فعل و انفعالات بین این پروتئین‌ها زیاد تر ضعیف و زودگذر است و جمع‌آوری تخمک و اسپرم ماندگار از برخی از حیوانات آزمایشگاهی ازجمله موش برای آزمایش‌های گسترده دشوار است. درنتیجه، مطالعات اولیه‌ی زیست‌شناسی در عرصه‌ی تولیدمثل زیاد تر روی بی‌مهرگان دریایی تمرکز داشته است که مقادیر بسیاری تخمک و اسپرم را در آب آزاد می‌کنند.

آندریا پائولی، زیست‌شناس مولکولی در موسسه تحقیقات صدمه‌شناسی مولکولی در وین و همکارانش، مطالعات خود را روی گورخرماهی اغاز کردند. این جانور مهره‌دار، تخمک‌ها و اسپرم‌های خود را در آب رها می‌کند.

پژوهشگران برای تسلط بر مشکلات کار با پروتئین‌های غشایی در آزمایشگاه، از آلفافولد برای پیش‌بینی تعامل های بین پروتئین‌ها منفعت گیری کردند. دو نفر از سازندگان آلفافولد در تاریخ ۹ اکتبر جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۴ را دریافت کردند.

مطابق پیش‌بینی آلفافولد، سه پروتئین اسپرم با هم ترکیب خواهد شد و کمپلکس پروتئینی را راه اندازی خواهند داد. قبلا اشکار شده می بود دو مورد از این پروتئین‌ها برای باروری اهمیت دارند. پائولی و همکارانش با مطالعات آزمایشگاهی قبول کردند سومین پروتئین در گورخرماهی و موش‌ها نیز زیاد مهم است و این سه پروتئین در اسپرم گورخرماهی و انسان با هم تعامل دارند.

تیم پژوهشی این چنین دریافت که در گورخرماهی، این سه پروتئین محل اتصالی را برای پروتئین تخمک تشکیل می‌کند و مکانیسمی را فراهم می‌کنند که توسط آن دو سلول می‌توانند یکدیگر را تشخیص دهند.

رایت می‌گوید این یافته‌ها امکان پذیر روزی راهی برای غربالگری افرادی که مشکلات ناباروری دارند حاصل کند تا اشکار بشود که آیا مشکل ناباروری امکان پذیر ناشی از این کمپلکس پروتئینی باشد یا خیر. او می‌گوید ما ازنظر انجام برخی آزمایش‌ها در محدودیت هستیم و مطالعات مدل‌سازی امکان پذیر نقش مهمی در آینده داشته باشند.