科学家首次绘出精子3D轨迹图：以螺旋方式前进

电子显微镜观察到精子与卵子相遇。

北京时间9月19日，根据国家地理网站的报道，洛杉矶加利福尼亚大学的科学家最近首次成功绘制了精子的三维轨迹。轨迹显示精子像螺旋钻一样盘旋，它们也像超级活跃的游泳者。据研究人员称，这项研究使用了传感器芯片成像技术，而不是传统的智能手机和数码相机成像方法。这项新技术将有助于更好地研究男性生殖能力和其他微生物的行为规律。

因为个体又小又快，所以很难研究人类精子，这是科学家的共识。然而，加州大学洛杉矶分校的厄扎坎研究小组面临着挑战。“精子是生命中最重要的微生物之一，”研究主管安多根·厄扎坎说。厄扎坎和他的团队从精子库提取精子样本，并将受试者放在硅传感器芯片上。研究人员从不同的方向向运动的精子发出红色和蓝色的发光二极管光。每个精子投射不同颜色的阴影，硅传感器芯片记录这些阴影。然后，研究人员使用计算机程序将两组数据结合起来重建细胞的轨迹。

厄扎坎说，“在任何时候，传统的光学显微镜只能从三维角度观察有限数量的精子。然而，有了新的传感器技术，我们可以在一个简短的实验中轻松地看到1500多个三维精子。”

超活性精子

所有的数据显示精子以完全不同的方式游动。大多数精子采用典型的轨迹，大致是一条直线。然而，仍有一些精子以螺旋方式游动，就像打开红酒瓶的开瓶器。在以前的研究中，显微镜只能模糊地观察到这种奇怪的现象。有些精子被称为“非常活跃”，因为当它们向前移动时，它们总是在紧急情况下改变方向，就好像有某种力量在猛烈地拉着它们朝相反的方向变化。

厄扎坎说，他们还没有发现精子健康和游泳风格之间是否有任何联系，但是这项新的成像技术将为精子研究打开一扇新的大门。事实上，科学家们还利用新的传感器系统将红光和蓝光照射到其他微生物上，研究它们的运动以及它们对药物和化学试剂的反应。“这项新技术或其改进后的技术可能会被用来观察和量化精子的能力。”

3D精子成像技术的最新研究成果发表在本周出版的《美国国家科学院院刊》上。

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