纽约州伊萨卡市——一项新研究揭示了精子如何改变游泳模式以导航到卵子，从将精子沿直线运动的对称运动转变为促进更多循环游动的不对称运动。
这种行为的变化称为过度激活，使精子能够在卵子附近扫过该区域，从而提高精子找到它的机会。
对于体外研究，研究人员设计了具有微米级通道的微流控芯片，以便他们可以用显微镜和高速相机观察牛精子。
通过揭示所涉及的机制，该研究不仅解开了精子如何导航到卵子的谜团，而且还对人类体外受精和奶牛繁殖产生了影响，并为工程师设计微型机器人游泳者提供了新信息。
“通过了解是什么决定了精子到达卵子的导航机制以及生物物理和生化线索，我们可能能够利用这些线索来治疗有不育问题的夫妇，并选择体外受精的最佳策略，”Alireza说。Abbaspourrad，论文的资深作者和食品化学和原料技术的Youngkeun荷兰Joh助理教授，食品科学系农业与生命科学学院。
这项名为“哺乳动物精子过度激活通过物理边界调节导航并促进伪趋化性”的研究于 10 月 29 日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。
该论文阐明了数百万精子如何穿过雌性哺乳动物的生殖道，最终只有少数精子到达受精部位。精子靠近侧壁并沿着一条直线游动，抵抗从生殖道上部流向下部的少量液体。但是一旦精子到达子宫交界区，进入输卵管并移向卵子，钙离子流入其鞭毛就会触发过度激活和循环游动。需要更多的研究来确切了解是什么触发了鞭毛中的钙内流。
微流控芯片使研究人员能够操纵环境。该团队记录了沿着房间墙壁游动的精子。然后他们测试了包括咖啡因在内的化合物，这些化合物会增加细胞质中的钙离子。他们记录了精子在钙存在的情况下从对称的直接游泳到过度活跃的循环游泳的行为转换，这意味着精子不再紧贴墙壁。如果没有这种转变，精子可能会陷入死胡同，陷入困境。
“已经证明，这种[游泳]状态是受精所必需的，”Abbaspourrad 说。他说，虽然这些观察是在体外实验室中进行的，但它提供了体内可能发生的事情的感觉。
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