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人类精子如何真正游动:新研究挑战了数百年的

更新时间:2020-09-13 07:49点击:

  在安东尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)使用最早的显微镜之一将人类精子描述为具有“尾巴的时候,游泳时,蛇尾会像蛇中的蛇一样运动,就像蛇在水中一样,三百多年后,科学家们发现这是一种错觉。。

  布里斯托大学的Hermes Gadelha博士,墨西哥国立汽车大学的Gabriel Corkidi博士和Alberto Darszon博士采用最先进的3D显微镜和数学技术,率先重建了线D精子尾巴

  使用能够在一秒内记录超过55,000帧的高速相机,以及带有压电装置的显微镜载物台,以极高的速率上下移动样品,他们能够以3-D方式自由扫描游动的精子。 。

  这项开创性的研究发表在《科学进展》杂志上,揭示了精子的尾巴实际上是眨眼的,只在一侧摆动。虽然这应该意味着精子的单侧中风会让它绕圈游泳,但精子已经找到了一种适应并向前游泳的聪明方法。

  布里斯托尔系博马实验室的负责人加德勒哈博士说:“人类的精子在游泳时会滚动,就像嬉戏的水獭在水中开瓶一样,它们的单侧st冲程会使其平均,然后向前游泳。”工程数学系教授和生育数学专家。

  “用2-D显微镜从上方观察时,精子快速而高度同步的旋转会产生幻觉-尾巴似乎具有左右对称运动,就像在水中的鳗鱼一样,如Leeuwenhoek在17日所描述的世纪。

  盖德尔哈博士说:“但是,我们的发现表明,精子已经开发出一种游泳技术来弥补它们的不对称性,并在这种情况下巧妙地解决了微观尺度的数学难题:通过建立非对称性来实现对称性。”

  “然而,像水獭一样的人类精子旋转非常复杂:精子头在精子尾巴围绕游泳方向旋转的同时旋转。这在物理学上被称为岁差,就像地球和火星的轨道绕着岁差旋转一样太阳。”

  目前在诊所和研究中使用的计算机辅助精液分析系统仍使用2D视图查看精子运动。因此,就像Leeuwenhoek的第一台显微镜一样,它们在评估精液质量时仍然容易出现这种对称错觉。这项发现结合了3D显微镜技术和数学的新颖运用,可能为解锁人类繁殖的秘密提供新的希望。

  “由于男性因素造成的不孕症超过一半,了解人类精子尾巴是开发未来诊断工具以识别不健康精子的基础,” Gadelha博士补充说。他的工作此前揭示了精子弯曲的生物力学以及精确的节律倾向,表征精子如何向前运动。

  Corkidi博士说:“这真是令人难以置信的惊喜,我们相信我们先进的3D显微镜将揭示自然界中更多的秘密。有一天,这项技术将可用于临床中心。”

  “这项发现将彻底改变我们对精子活力及其对自然受精影响的理解。对女性生殖道内复杂的环境以及精子游动如何影响受精知之甚少。这些新工具使我们看到了精子具有的惊人能力”,达斯宗(Dr. Darszon)说。


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