Учёные раскрыли механизм привлечения сперматозоидов у красного абалоне
Исследование взаимодействия сперматозоидов и яйцеклеток у красного абалоне (морского брюхоногого моллюска) позволило впервые провести точные химические измерения и создать физические модели этих процессов. Работа может иметь значение для улучшения оплодотворения у людей и других млекопитающих.
Ключевое открытие: Яйцеклетки абалоне выделяют молекулу триптофана, которая образует вокруг них химический "шлейф". Этот шлейф увеличивает эффективную мишень для сперматозоидов в пять раз, подобно увеличению ракетки в теннисе.
- На создание шлейфа тратится менее 1% запасов триптофана яйцеклетки, что делает систему энергоэффективной.
- Триптофан также используется для построения эмбриональной нервной системы.
Роль физики жидкости: Успех оплодотворения сильно зависит от условий течения жидкости.
- Учёные проанализировали физику движения жидкости, опосредующую взаимодействие половых клеток.
- Методом акустической допплеровской технологии были измерены колебания потока в естественной среде обитания абалоне (Пойнт-Лома, Сан-Диего).
- В лаборатории воссоздали условия течения и с помощью лазерной визуализации впервые изучили взаимодействия отдельных сперматозоидов и яйцеклеток.
Сходство с млекопитающими: Физика движения жидкости в прибрежной океанической среде оказалась удивительно похожей на таковую в репродуктивном тракте млекопитающих.
- Это позволяет предположить, что эволюция системы коммуникации половых клеток шла под влиянием одинаковых сил.
- Исследование может помочь в идентификации наиболее активных сперматозоидов и в оптимизации условий для ЭКО.
Подтверждение модели: Учёные разработали математические модели, описывающие шлейфы триптофана при различных физических условиях. Эмпирические данные о движении сперматозоидов идеально легли на теоретически предсказанные формы шлейфов.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences и поддержано NSF, NIH, NOAA и UCLA. Работа продолжается в сотрудничестве с MIT для изучения условий у человека, абалоне и морских ежей.