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La herramienta de inteligencia artificial AlphaFold, galardonada con el Premio Nobel de este año, ha ayudado a los científicos a descubrir detalles íntimos del enlace molecular de los espermatozoides y los óvulos.
El programa AlphaFold, que predice la estructura de las proteínas, ha identificado tres proteínas que, como casamenteras, aseguran el encuentro entre el espermatozoide y el óvulo. Sin estas proteínas, la reproducción sexual en una amplia gama de animales, desde peces hasta mamíferos, es difícil.
Los resultados del trabajo fueron publicados en la revista Cell.
A pesar del papel crucial que juega el proceso de fusión del óvulo y el espermatozoide en la reproducción de los vertebrados, desde hace mucho tiempo no es posible describirlo a nivel molecular. La unión de dos células involucra proteínas que se ubican en membranas y su interacción es difícil de detectar en estudios de laboratorio. Por lo tanto, los científicos generalmente se centraron en la fertilización en invertebrados marinos, que liberan grandes cantidades de óvulos y espermatozoides en el agua. “Si tomas un libro de texto del estante y observas cómo ocurre la fertilización, leerás todo sobre los erizos de mar”, dice Gavin Wright, bioquímico de la Universidad de York en el Reino Unido, que no participó en el estudio.
Para comprender finalmente cómo se produce la fusión óvulo-esperma en los vertebrados, Andrea Pauli, bióloga molecular del Instituto de Investigación de Patología Molecular de Viena, y sus colegas estudiaron el proceso de fertilización en el pez cebra, un vertebrado que también libera sus óvulos y espermatozoides en el agua. .
Para sortear las dificultades de trabajar con proteínas de membrana, el equipo utilizó la herramienta de inteligencia artificial AlphaFold.
AlphaFold encontró tres proteínas en los espermatozoides que se combinan para formar un complejo que permite la fusión con el óvulo. Utilizando la predicción de AlphaFold, los científicos confirmaron en el laboratorio que este complejo es fundamental para la fertilización tanto en el pez cebra como en los ratones. Estas tres proteínas también funcionan en el esperma humano.
El equipo demostró que tres proteínas del espermatozoide forman un sitio de unión que reconoce una proteína del óvulo llamada Bouncer. Es una forma de decir: “Esperma, encontraste el óvulo” y “Óvulo, encontraste el esperma”, dicen los científicos.
Según los científicos, los resultados pueden ayudar a las personas que sufren de infertilidad. Quizás la causa de esta afección sea precisamente un mal funcionamiento de las proteínas casamenteras. Además, el trabajo muestra la importancia del papel de AlphaFold en la biología moderna.