Bevruchting ontrafeld

Onderzoekers onder leiding van de Weense moleculair en ontwikkelingsbioloog Andrea Pauli hebben nu met behulp van AI de allereerste stap van het bevruchtingsproces ontrafeld: het vastplakken van een zaadcel aan een eicel. De resultaten van hun onderzoek publiceerden ze twee weken geleden in het wetenschappelijke vakblad Cell. Een complex van drie eiwitten op zaadcellen -dat identiek is voor zowel zebravissen, muizen als mensen- bindt zich aan een eiwit op een eicel. 

Voor hun onderzoek maakten ze gebruik van het AI-programma AlphaFold waarvoor Google DeepMind onderzoekers vorige maand nog de Nobelprijs voor de Scheikunde kregen. AlphaFold voorspelt hoe eiwittten zich opvouwen, en daarmee hun ruimtelijke structuur. Ze gebruikten dit programma om in de virtuele wereld te onderzoeken welke eiwitten op zaadcellen een complex met elkaar zouden kunnen vormen. Uit eerder onderzoek waren al vier mogelijke kandidaat eiwitten geïdentificeerd. Door middel van het programma maakten ze allerlei combinaties met een bibliotheek van 1400 eiwitten om te onderzoeken met welke eiwitten zij een logische verbinding aan zouden kunnen gaan. Twee van de vier kandidaat eiwitten bleken een complex te vormen met een derde eiwit uit de bibliotheek waarvan de rol nog niet bekend was.

Dit virtuele onderzoek werd vervolgens getest in het laboratorium. Mannelijke zebravissen en muizen die het nieuw ontdekte eiwit misten, waren onvruchtbaar. Hun zaadcellen zwommen normaal, maar konden zich niet binden aan een eicel. 

Ze vonden ook biochemisch bewijs dat de drie eiwitten samen een complex vormen. Als ze antilichamen toevoegden aan zaadcellen van zebravissen die zich richtten op een van de drie eiwitten, verdwenen alle drie de eiwitten. Dit is het bewijs dat ze een complex vormden.

Deze nieuw kennis over het bevruchtingsproces kan ons helpen om onvruchtbaarheid te begrijpen of nieuwe vormen van anticonceptie te ontwikkelen.