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2024年10月9日,Demis Hassabis和John M. Jumper因在卵白质结构揣度领域的孝顺分得本年诺贝尔化学奖的一半奖金,这两位科学家是DeepMind的成员,即AlphaFold的母公司。
,与现存期间比较,精度提高了至少50%,个别类别精度翻倍。
不错说,AI绝对颠覆了结构生物学的底层代码。
当天,AlphaFold眷属再登顶刊。维也纳生物中心(VBC)科研团队在《细胞》杂志发文,推敲者们诓骗AlphaFold-Multimer收效揣度了脊椎动物中保守的精卵辩论的关节卵白结构,由Izumo1、Spaca6和Tmem81酿成的三聚体。
该推敲初次发现Tmem81是一种雄性生养的关节卵白。
论文题图
有性生殖生物体的人命发源于受精,精/卵细胞互领悟别、辩论和会通,但咱们对这一进程的细节却了解有限。
香蕉视频在线观看亚洲在以前的二十年中,有科学家发现了几种哺乳动物配子互相作用的必需卵白,但受限于科研期间,咱们只可笃定一组卵白对,IZUMO1和JUNO。
2016年6月,来自加拿大和日本的两组科研团队别离在《天然》杂志发文,指出哺乳动物中精子名义卵白IZUMO1和卵子名义卵白JUNO是精卵辩论中必需的。
但精卵辩论给咱们留住的未解之谜还有好多。
举例IZUMO1与SPACA6、TMEM95在结构上卓绝同样,但后两者的重组东谈主类卵白却不与东谈主JUNO辩论;推行中,异位抒发IZUMO1的哺乳动物细胞能够与抒发JUNO的小鼠卵细胞辩论,但却并不会通;JUNO仅在哺乳动物中保守,鱼类中卵子受精所必需的却是另一个鼓胀不联系的卵白Bouncer……
搞不清的所在实在是太多了步非烟 足交。
为了寻找精卵辩论进程中未知的成分,推敲者们决定使用AlphaFold-Multimer模拟筛选卵白质互相作用。
AlphaFold-Multimer是在AlphaFold2的基础上改动而成的。AlphaFold2发表后,有不少科学家发现,天然AlphaFold2是用单体卵白的数据历练的,但实质使用的期间尽然不错揣度卵白复合体。DeepMind针对复合物重新历练,即获取了AlphaFold-Multimer。
本次推行中,推敲者们采选的对象是脊椎动物中已知的四个保守的精子生养卵白,Izumo1、Spaca6、Dcst1、Dcst2,诓骗AlphaFold-Multimer在约1400个斑马鱼睾丸抒发的分泌/跨膜卵白文库中筛选相应的辩论卵白。
与此前推敲一致,Dcst1和Dcst2会酿成二聚体。除此以外,两个揣度得分最高的卵白对是Izumo1-Spaca6和Izumo1-Tmem81。
这些许有点出东谈主预感了,因为Tmem81是一种睾丸抒发的单通谈跨膜卵白,此前从未有推敲发现它与受精联系。
这三种卵白结构上皆具有一个免疫球卵白(Ig)样结构域,通过柔性结构连络到C端跨膜螺旋。Izumo1和Spaca6还具有一个N端的四螺旋束(4HB)。
三个卵白的结构
AlphaFold-Multimer揣度败露,Izumo1、Spaca6和Tmem81酿成三聚体的简直度相等高,且在斑马鱼和小鼠中皆缔造。这促使推敲者进一步考证Tmem81在生养中的作用。
推敲者用CRISPR-Cas9在斑马鱼和小鼠中敲除了Tmem81,敲除后推当作物均可闲居发育至成年,雌性生养能力闲居,但雄性不育。转基因补充Tmem81后可规复雄性推当作物的生养能力。
在小鼠中,缺失Tmem81不影响睾丸的外不雅和体重,精子方法和畅通能力闲居,但精子不行踏实与卵子辩论并会通。
足见,Tmem81对雄性生养具有至关关键的作用。
敲除Tmem81后精子无法与卵子辩论
推敲者还通过突变Izumo1、Spaca6、Tmem81揣度搏斗界面处,阐发了三聚体在体内的存在。
接下来,推敲者对三聚体和卵子之间的互相作用进行了揣度。与哺乳动物中的JUNO不同,斑马鱼中,三聚体辩论的是Bouncer。揣度效果败露,Bouncer与三聚体的辩论神志与JUNO鼓胀不同。
事实上,Bouncer在哺乳动物中的同源物为SPACA4,SPACA4抒发于卵母细胞而非睾丸,SPACA4的结构也约略并不会辩论三聚体。
斑马鱼中三聚体与Bouncer辩论(左)
小鼠中三聚体与JUNO辩论(右)
推敲者算计,JUNO和Bouncer具有不同的三聚体辩论位点,这或然意味着不同的礼聘压力,这有助于物种特异性的受精。
参考贵府:
[1]https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01093-6
[2]https://www.nature.com/articles/d41586-024-03319-z
本文作家 | 代丝雨