Ученые ИТМО объяснили способность сперматозоидов поворачивать направо

Изображение: Scott Maxwell/flickr

Международный коллектив ученых показал, что без способности вытягивать шею сперматозоиды могли бы поворачивать только налево. Получить такой вывод специалистам удалось путем детального трехмерного анализа движения сперматозоидов в потоке. Результаты работы указывают на существование двух физиологически разных популяций сперматозоидов.

Исследование группы ученых из Великобритании, США и России, в которую вошел сотрудник Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) Игорь Кухтевич, опубликовано в журнале PNAS. Детали работы приводит пресс-служба ИТМО.

В ходе работы ученые спроектировали серию экспериментов, позволяющих наблюдать поведение мужских половых клеток в перистальтических условиях, где поток вызывается сокращением и расслаблением мышц тела. Исследователи показали, что во всех случаях без исключения хвост сперматозоида вращается против часовой стрелки. Такое левовращающее движение означает, что сперматозоиды должны быть в состоянии двигаться лишь влево, однако оказалось, что приблизительно в 50 процентах случаев сперматозоиды способны двигаться и вправо.

Как показали эксперименты, для того чтобы противостоять естественной левовращающей силе, вызванной колебаниями хвостов, сперматозоидам приходилось изменять форму своего тела в средней части. Визуализировав траектории сперматозоидов, ученые получили изображение, по форме напоминающее сердце. Разница в движениях, необходимых для поворота сперматозоида налево и направо означает, что все сперматозоиды могут либо поворачивать в обоих направлениях, либо только в одном. Это указывает на возможность существования двух физиологически разных популяций сперматозоидов.

Визуализация траекторий сперматозоидов, поворачивающих направо и налево. Тонкие линии — индивидуальные траектории. Толстые линии — среднестатистические траектории. Изображение: Уорикский университет


«Изучив трехмерную реконструкцию колебаний хвоста клетки сперматозоида, мы пришли к заключению, что все сперматозоиды вращают свой хвост только против часовой стрелки, поворачивая, таким образом, налево, — говорит один из авторов работы, сотрудник Уорикского университета Василий Канцлер. — В то же время мы заметили, что у сперматозоидов, поворачивающих направо, имеется правосторонний перегиб в средней части, который выполняет роль противодействующего фактора по отношению к левовращающей силе хвоста».

В будущем ученые планируют изучить, как конкретный генетический материал сперматозоида влияет на асимметрию в движениях этих клеток.

«Может, например, оказаться, что мальчики поворачивают налево, а девочки — направо. Но это уже вопрос, который требует дальнейшего изучения в первую очередь биологами», — подводит итог Игорь Кухтевич.
Теги:

Читать еще на Чердаке: