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AlphaFold-Multimer로 생명과학의 미스터리 중 하나인 생식 과정에 대한 이해를 높이다

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 24-68

• ■단백질 복합체 구조를 예측하는 AI 프로그램인 AlphaFold-Multimer를 통해 정자와 난자의 결합에 중요한 3개의 단백질과 그 복합체를 규명
  

• ○정자와 난자의 결합을 위해 2개의 단백질*만이 필요하다고 알려졌던 기존 개념을 뒤집는 연구결과가 발표
  * Izumo1(정자 단백질)과 JUNO(난자 단백질)라는 두 단백질만이 결합에 필요하다고 여겨짐
  - 연구팀은 척추동물의 생식 과정에서 필수적인 정자와 난자의 결합하는 분자적 메커니즘이 충분히 이해되지 않았다는 문제의식에서 연구를 시작
  - 제브라피시(Zebrafish)와 마우스를 대상으로 실험을 진행했으며, 이 과정에서 인간 정자에서도 Izumo1, Spaca6, Tmem81 이 세 단백질의 결합과 복합체(trimeric complex)가 중요한 역할을 한다는 것을 확인
  

• ○이번 연구는 AlphaFold의 예측 능력이 생명과학의 미스터리를 해결하는 데에 크게 기여할 수 있음을 시사
  - 특히, 실제 생화학적 실험이 어려운 막 단백질 연구를 보완하는 강력한 도구로 자리 잡고 있다는 점에서 AI의 역할이 생명과학 연구에서 점차 확대될 것으로 전망
  - 한편으로 이번 연구를 통해 규명된 단백질 복합체는 불임 진단 및 치료의 새로운 가능성을 제시

• ■제브라피쉬 정소(testis)에서 발현되는 1,400개 이상의 분비성 및 막 단백질의 구조적 모델을 생성하여 복합체 형성 가능성을 평가

• ○AlphaFold-Multimer 예측 결과, Izumo1과 Spaca6, Izumo1과 Tmem81의 상호작용에서 높은 ipTM(interface-predicted template modeling) 점수를 획득