به گزارش خبرگزاری ایمنا، یک ابزار هوش مصنوعی به نام AlphaFold که به‌تازگی به‌دلیل مشارکت در تحقیقات علمی، جایزه نوبل دریافت کرده است، پرده از اسرار مولکولی چگونگی اتصال اسپرم و تخمک برداشته و گامی مهم در فهم بهتر فرایند لقاح برداشته است. بر اساس این تحقیقات جدید که در هفدهم اکتبر ۲۰۲۴ در مجله معتبر Cell منتشر شد، محققان دریافته‌اند که سه پروتئین در اسپرم به‌عنوان کلیدی برای فرایند لقاح در مهره‌داران عمل می‌کنند و به اسپرم و تخمک کمک می‌کنند تا با هم پیوند دهند. این یافته‌ها در تضاد با تصور سنتی است که تنها دو پروتئین، یکی در تخمک و دیگری در اسپرم، مسئول اطمینان از باروری هستند.
برنامه AlphaFold که با هدف پیش‌بینی ساختارهای پروتئینی طراحی شده است، سه پروتئین کلیدی اسپرم را شناسایی کرد که با همکاری یکدیگر به‌عنوان یک هماهنگ‌کننده بین اسپرم و تخمک عمل می‌کنند. بدون این پروتئین‌ها، تولید مثل جنسی در حیوانات، از جمله ماهی‌ها و پستانداران، غیرممکن می‌شد. انریکا بیانچی، زیست‌شناس تولیدمثل از دانشگاه رم تور ورگاتا، که در این تحقیق مشارکت نداشت، اظهار کرد: این یافته‌ها به چالش کشیدن فرضیه پیشین درباره مکانیزم ساده کلید و قفل در فرایند لقاح کمک کرده است. او معتقد است که این فرایند پیچیده‌تر از آن چیزی است که پیش‌تر تصور می‌شد.
گورخرماهی و موفقیت AlphaFold
آن دریا پائولی، زیست‌شناس مولکولی در مؤسسه تحقیقاتی آسیب‌شناسی مولکولی در وین، برای حل مشکل مربوط به کمبود مواد تحقیقاتی، کار خود را بر روی گورخرماهی آغاز کرد. این مهره‌دار، مشابه موجودات دریایی بی‌مهره، تخمک‌ها و اسپرم‌های خود را در آب رها می‌کند و همین ویژگی، آن را به یک مدل مناسب برای این تحقیق تبدیل کرد. پائولی و تیمش برای پیش‌بینی فعل و انفعالات پروتئینی بین اسپرم و تخمک، از ابزار AlphaFold استفاده کردند. AlphaFold که در سال ۲۰۲۴ جایزه نوبل شیمی را به دست آورد، به تیم تحقیقاتی کمک کرد تا پیش‌بینی کند سه پروتئین اسپرم با هم ترکیب می‌شوند و کمپلکسی را تشکیل می‌دهند که به فرایند لقاح کمک می‌کند.
یافته‌های مهم در اسپرم و تخمک
از این سه پروتئین، دو پروتئین پیش‌تر برای باروری حیاتی شناخته شده بودند، اما پروتئین سوم به‌عنوان یک عنصر جدید و کلیدی برای تکمیل فرایند باروری معرفی شد. پائولی و همکارانش با استفاده از آزمایش‌های تکمیلی در آزمایشگاه، نقش پروتئین سوم را در گورخرماهی و موش‌ها تأیید کردند و دریافتند که این سه پروتئین در اسپرم انسان نیز با یکدیگر تعامل دارند. محققان متوجه شدند که این سه پروتئین در گورخرماهی، یک اتصال قوی برای پروتئین تخمک به نام Bouncer ایجاد می‌کنند که مکانیزمی برای شناسایی متقابل اسپرم و تخمک فراهم می‌آورد. این پروتئین‌ها در واقع به اسپرم اعلام می‌کنند که تخمکی پیدا شده است و به تخمک نیز پیام می‌دهند که اسپرم در دسترس است.
این پژوهش‌ها نه‌تنها فرایندهای پیچیده لقاح را بیشتر آشکار می‌کنند، بلکه ممکن است در آینده راه‌های جدیدی برای تشخیص ناباروری ارائه دهند. گاوین رایت، بیوشیمیدان دانشگاه یورک در بریتانیا، که در این مطالعه شرکت نداشت، اعلام کرد که این یافته‌ها می‌توانند در غربالگری افرادی که با ناباروری دست‌وپنجه نرم می‌کنند، مؤثر باشند. رایت اظهار کرد: با بررسی این سه پروتئین و عملکرد آن‌ها، ممکن است مشخص شود که آیا مشکلات در این مجموعه می‌تواند علت ناباروری باشد یا خیر.
رایت تأکید کرد که این یافته‌ها نقش مهم AlphaFold را در مطالعه فرایند لقاح برجسته می‌کند.
وی افزود: ما به‌دلیل محدودیت‌های آزمایشگاهی قادر به انجام تمامی آزمایش‌ها نیستیم، این مطالعات مدل‌سازی، به‌ویژه توسط هوش مصنوعی، به احتمال زیاد نقش مهمی در تحقیقات آینده خواهند داشت.
نظر شما