Ученые проследили трехмерную траекторию движения сперматозоидов

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали новую методику голографической микроскопии, которая позволила им одновременно наблюдать за движениям сотен сперматозоидов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Новая технология основана на использовании полупроводниковых источников красного и голубого света, которым облучаются движущиеся клетки. Свет, отраженный сперматозоидами, улавливается фоточипом, расположенным прямо под сканируемым образцом. Информация с фоточипа обрабатывается компьютерной программой, которая строит трехмерные траектории движения сперматозоидов на основе специального статистического алгоритма.

Ученые смогли полностью отказаться от оптических линз и лазеров, ранее применявшихся при подобных исследованиях. Это позволило резко увеличить как поле зрения прибора, так и количество наблюдаемых в единицу времени движущихся клеток. Одновременно авторы работы смогли отследить движения более чем 1500 сперматозоидов в образце семенной жидкости объемом 8 кубических миллиметров и площадью 17 квадратных миллиметров.

В среднем за каждым сперматозоидом ученые наблюдали около 20 секунд. При этом им удалось установить, что около 5% сперматозоидов, оказавшихся вне семенной жидкости, движутся не по прямой, а по спиральной траектории, совершая до 20 оборотов в секунду. 90% таких гамет плывут по правозакрученной спирали. Если подобные «ненормальные» сперматозоиды вновь попадают в семенную жидкость, они начинают двигаться прямолинейно благодаря ее повышенной вязкости.

Авторы исследования отмечают, что данные о движении сперматозоидов в трехмерном пространстве найдут применение при разработке мужских контрацептивов и при лечении бесплодия. Кроме того, голографическая технология, опробованная на мужских гаметах, в дальнейшем поможет наблюдать за поведением патогенных простейших в образцах пищи или пораженных тканей.