科学家首次绘出精子3D轨迹图：以螺旋方式前进

顾汉现

科学家首次绘出精子3D轨迹图：以螺旋方式前进

来源：新浪环球地理2012-9-19 16:09:17

关键词： 精子 3D轨迹图 绘制



电子显微镜观测到，一个精子与一个卵子相遇

据美国国家地理网站报道，美国加州大学洛杉矶分校科学家近日首次成功绘制出精子的3D轨迹图，轨迹显示精子像拔塞钻一样螺旋前进，还像是一个个超级活跃的游泳高手。据研究人员介绍，此项研究采用的是一种传感器芯片成像技术，而不是像以往那种采用智能电话和数码相机成像的传统方法。新技术将有助于更好地研究男性生殖能力以及其他微生物的行为规律。

由于个体微小而且速度很快，人类的精子很难研究，这是科学家们的共识。然而，美国加州大学洛杉矶分校奥兹坎研究团队却迎难而上。研究负责人安多甘-奥兹坎表示，“精子是生命中最重要的微生物之一。”奥兹坎和他的研究团队从精子库中提取精子标本，然后将研究对象放置于一个硅传感器芯片上。研究人员从不同方向发出红色和蓝色LED光线，照射到移动的精子细胞上。每一个精子投射出不同颜色的阴影，硅传感器芯片记录下这些阴影。然后，研究人员再利用计算机程序将两组数据进行结合，重建细胞前进的轨迹。

奥兹坎介绍说，“在任意给定时间内，传统光学显微镜在三维角度只能观测到数量有限的精子。但是，采用新的传感器技术，在仅仅一次很短时间的实验中，我们就能够很容易看到1500多个三维精子。”

超级活跃的精子

所有的数据都显示，精子游泳的方式完全不同。大多数精子采用的是一种典型的轨迹，大致是一种直线。然而，还有一些精子游泳的方式却是螺旋式前进，就像一个开红酒瓶的拔塞钻一样螺旋前进。在此前的研究中，显微镜只能模糊地观测到这种奇特的现象。有些精子之所以被称为“非常活跃”，是因为它们前进时方向总是紧急转变的，就好像有某种力量在猛力拉着它们向相反方向改变。

奥兹坎表示，目前他们尚未搞清楚精子的健康度与其游泳方式之间是否存在某种联系，但是这种新的成像技术将开启精子研究领域的新大门。事实上，科学家们还利用新的传感器系统将红蓝两色光线照射到其他微生物上研究它们的运动情况以及它们对药物和化学试剂的反应。“这种新技术或其改进技术将可能用于观测和量化精子的能力。”

顾汉现

关于精子的惊人发现

作者：许凡来源：《生命时报》2011-10-10 10:43:26



精子虽小，却力量强大。美国《生命科学》网站近日刊登的一篇文章中，列出了“关于精子的惊人新发现”。这些事实虽然让人感到不可思议，却能帮人们了解精子的真实状况。

精子每分钟最快游动4毫米。精子很小，其长度只有55微米，约为人体头发直径的一半。但精子的游动速度却惊人，有些精子每分钟可游动4毫米。精子跑完输卵管全程至少需要45分钟，跑得慢的则需要3天。

命中率只有25%。一对健康的夫妻，在排卵期同房，精子与卵子结合成受精卵的几率只有25%。所以，任何人的出生都可以说是一个奇迹。

精子没有方向感。精子之所以那么久才找到卵子，其中一个原因是因为没有方向感。只有1/5的精子在射精后能往正确的方向游。但可以确定的是，精子只向前游动，不会后退，不走回头路。

精子在睾丸里成熟需要两个半月。睾丸顶部的附睾是精子的“托儿所”，精子在这里要待上两个多月，才能成熟。

精子只占精液的5％。精液的大部分成分不是精子，精子只占精液的5％，剩余的液体含有营养和保护成分，为精子的游动保驾护航。

果蔬能让人产生更多精子。吃新鲜水果和蔬菜、保持体重、坚持锻炼、早睡早起、戒烟戒酒，都能让一个人产生更多的精子，并且更有活力。

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Proc. R. Soc. B：科学家揭示雌性如何能储存精子数十年

作者：towersimper来源：生物谷2012-2-1 23:00:08



科学家发现所有种类的雌性动物---从鸟类到爬行动物到昆虫---有一种延长精子寿命的技巧，让它们储存精子数周、数月或者甚至数年。2012年1月25日，该研究发表在Proceedings of the Royal Society B期刊上。

他们发现雌性动物通过降低精子的代谢速率来完成这项工作的，因此精子能够在它们的身体几乎无限期地存活。

在一个极端例子中，生物学家证实蚁后(queen ant)用它们能够储存多达30年的精子给它们的卵子受精。正常条件下，一旦精子在雄性体外，它就不能存活太长时间。

这些发现可能解释为什么在生殖医学上精子样品不一定是预测一个人是否能够生育孩子的最佳方法。

领导该项研究的英国谢菲尔德大学Klaus Reinhardt博士说，“对精子进行不育测试是极其不可靠的，这可能是一种原因。”

它似乎是雌性降低精子的代谢速率和阻止精子产生过量的高度破坏性的称作自由基的活性氧分子。较慢的代谢也就意味着精子要比正常情况下更加慢地衰老。

眼下，Reinhardt和他的同事们还不知道雌性如何成功完成这项工作。

Reinhardt说，“所有细胞都产生这些分子，但是精子倾向于产生得更多，这可能是因为它们如此快速的代谢。更重要的是，在所有细胞中，活性氧分子被认为是加速衰老。因此如果它能够去除自由基，它就可能延长精子的寿命。”

自由基促进衰老的观点并不新鲜。营养学家长期而言一直推销吃诸如水果和蔬菜的观点，因为有证据表明它们含有清除自由基的抗氧化剂。

尽管有人曾经暗示雌性通过降低精子的代谢速率阻止精子产生自由基，但是在此之前没有人证实这一点。

Reinhardt解释道，“雌性可能首先让精子产生更加少的自由基的方式操纵它们。”

因此Reinhardt和他的同事，来自法国佩皮尼昂大学的Anne-Cécile Ribou，决定利用一种来自癌症研究领域的技术来进行研究。

他们使用一种称作荧光寿命测量(fluorescence-lifetime measurement)的技术来分析从雌性蟋蟀生殖道中获取的精子。这种技术让他们监控雄性蟋蟀精细胞的代谢速率和与此同时它们产生的氧化性自由基数量。

他们发现储存在雌性地中海田野蟋蟀中的精子代谢速率相比于未储存的精子下降了37%。这个与低代谢速率对应着产生低水平自由基的发现相符合。

但是他们也发现从雄性中获得的精子存在完全不同的过程：代谢更快的精子并不一定产生更多的活性氧分子。

Reinhardt说，“因此在这种情形中衰老研究的当前观点---较高的代谢等于较快的衰老---靠不住。”

研究小组注意到的另一件事情就是未储存的精子中的代谢速率不能预测精子储存在雌性中的代谢速率。

Reinhardt说，“这就是为什么生育预测可能不是如此有效的原因。一旦精子进入雌性的生殖道，雌性不能让它死去，其中一种原因可能就是关闭精子代谢要比支持它们的能量需求代价更小。这就是我们未来想要研究的东西。”

http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/279/1736/2196

顾汉现

团结力量大精子“手拉手”

发布时间：2007-1-26 9:1:55



几种啮齿类动物的精子具有镰刀状的头部，它能够使精子与其他精子附着在一起。（图片提供:Simone Immler）

并非只有真正的生物才会遵循达尔文的进化论——即便是一个精子也要想方设法让自己活下去。一项新的研究表明，某些啮齿类动物的精子能够进化出钩状的头部，为的是战胜其他精子而与卵子成功结合。头顶长钩的精子能够与自己的同胞紧紧连接在一起，从而以更快的速度将竞争对手远远甩在身后。

长期以来，生物学家们一直对啮齿类动物精子的奇怪外形感到困惑不解。与其他大多数哺乳动物的精子不同——这些精子均具有桨状的头部——小鼠和大鼠的精子头部弯曲得就像一把长柄镰刀。10年前，科学家们通过研究欧洲木鼠发现，这些钩子使得大约100个精子能够彼此连在一起，而这一“精子列车”的移动速度远远快于单个精子的游泳速度。

那么这之中是否有某种进化动力在起作用呢？为了找到问题的答案，英国谢菲尔德大学的进化生物学家Simone Immler和同事对37种啮齿类动物——包括挪威鼠和家鼠——的精子进行了研究。就像欧洲木鼠的精子一样，研究小组发现，在他们研究的大多数啮齿类动物的精子中，结伴同行者都要比形单影只者游得更快。此外他们还注意到，啮齿类动物的睾丸越大——这意味着每次能够射出更多的精子——其精子头部的钩子便越明显。研究人员认为，在精子到达卵子的过程中，前者的数量越多，竞争力就越强。研究小组在1月24日的美国《科学公共图书馆一》上报告了这项研究成果。研究人员指出，由于每个精子携带的基因构成都略有差异，因此那些最先到达卵子的精子就会将它们头顶的“钩子”传递给下一代。

谢菲尔德大学的进化生物学家Rhonda Snook表示：“这真是一项非常有趣的发现。”Snook并未参与这项研究。她指出，这一研究成果解决了长期以来有关啮齿类动物精子独特形状的难题，同时揭示了精子头部的钩状结构在这场竞争中扮演的角色。

（群芳 译自www.science.com，1月24日）

顾汉现

2010-1-21 10:55:11

Nature：同源精子会抱团前进

黄堃

具有亲属关系的动物会互助是常见现象，而《自然》杂志网站20日刊登的一项最新研究显示，精子之间也存在这种行为，相同来源的精子会像火车车厢一样彼此连在一起，从而加快向前游进的速度。

美国哈佛大学研究人员报告说，如果将两种实验鼠的精子混合在一起，那么相同来源的精子就会利用其头部的钩状物互相连接起来，协力向前游动，这样一列“精子火车”的速度比单个精子要快约50％，四分之三相同来源的精子都会加入这样的队列中。

精子之间的互助行为还不止于此，在一列“精子火车”中，会有一些精子提前启动与卵子进行反应的机制，这一行为会加速整个“列车”的速度，但是也会导致前者提前死亡。虽然最终只有一个精子能与卵细胞结合，但如果是同一来源的精子胜出，一些精子的自我牺牲行为便体现了价值。

哈佛大学研究人员在下一阶段将关注精子是采取何种方式来进行彼此间的身份识别。

顾汉现

Science：港大等发现特殊糖链将精子绑定于卵子

2011-8-24 9:11:32

科学界已经知晓，在人类卵子的受精过程中，卵子表面的一系列特殊糖分子起着重要作用。只有精子头部的蛋白质与这些糖分子完全匹配后，精子和卵子的表层才开始绑定，随后二者开始合并，精子开始向卵子内部释放DNA，卵子也就开始受精。但在绑定“前戏”发生时，哪类糖分子或者糖分子组合最关键呢？一个国际研究团队给出了答案。

在一项新研究中，英国伦敦帝国学院、美国密苏里大学、中国香港大学和台湾“中央研究院”研究人员，使用了超灵敏光谱成像技术找出了促使精卵“牵手”的最重要“红娘”——名为SLeX的糖链（糖分子按特定序列形成的链状物）。他们发现，SLeX在卵子表面异常丰富，进一步的实验室研究确认，正是这种糖链将精子绑定于卵子。

这项研究成果8月19日发表在美国新一期《科学》杂志上。

参与研究的伦敦帝国学院教授安妮·德尔表示，“我们发现的这些细节填补了对受精知识理解的空白，我们希望能最终帮助那些目前还没法生育的人群”。(任海军  新华网)