أخبار | محاكاة الحاسوب الفائق تكشف أسرار اندماج الحيوان المنوي والبويضة

أخبار | محاكاة الحاسوب الفائق تكشف أسرار اندماج الحيوان المنوي والبويضة

استخدم باحثون في المعهد الاتحادي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ الحاسوب الفائق "Piz Daint" لمحاكاة ديناميكيات أساسية في الإخصاب البشري لأول مرة. وتكشف الدراسة آليات جزيئية معقدة لاندماج الحيوان المنوي والبويضة، وقد تفيد في تطوير موانع الحمل وعلاجات العقم مستقبلًا.

مركّب بروتيني يتيح اندماج الحيوان المنوي والبويضة

كان العلماء يعرفون أن بروتين IZUMO1 الموجود على سطح الحيوان المنوي يتفاعل عند التقائه بالبويضة مع JUNO على غشائها الخارجي، مما يتيح التعرف والالتصاق قبل الاندماج. لكن تحليل البنية البلورية لم يصف الآلية الدقيقة بوضوح.

أظهرت محاكاة المعهد كيف يرتبط JUNO وIZUMO1 في وسط مائي. ويحافظ على تفاعلهما أكثر من 30 نقطة تماس مؤقتة، تستمر كل منها أقل من 50 نانوثانية. وقد يدعم فهم ديناميكيات هذه الشبكة تطوير موانع الحمل وتوضيح الطفرات الجينية المرتبطة بالخصوبة.

أيونات الزنك تنظم قوة الارتباط

تؤدي أيونات الزنك (Zn²⁺) أيضًا دورًا تنظيميًا مهمًا. ففي وجودها، ينثني IZUMO1 إلى شكل يشبه ذراع الرماية ولا يستطيع الارتباط بإحكام مع JUNO. وقد يفسر ذلك إطلاق البويضة كميات كبيرة من الزنك فور الإخصاب لمنع دخول حيوانات منوية أخرى.

ارتباط الفولات بـJUNO

أوضحت المحاكاة أيضًا ارتباط الفولات بـJUNO. فقد بيّنت التجارب أن JUNO لا يستطيع الارتباط بالفولات في محلول مائي، لكن المحاكاة أظهرت أن الفولات يمكن أن يدخل جيب الارتباط في JUNO بعد ارتباط IZUMO1 به. ويقدم ذلك منظورًا جديدًا لدور الفولات في النمو العصبي للجنين.

الآفاق

للدراسة أهمية في علم الأحياء البنيوي، وتوفر أساسًا نظريًا لتطوير مكونات دوائية جديدة وعلاج العقم وتحسين الإخصاب في المختبر.

مصدر القصة:

جُمعت من الإنترنت