19.09.2012 | Технологии

Движение сперматозоидов впервые снято в 3D

Команда американских ученых впервые получила детальное трехмерное изображение движущихся сперматозоидов. Благодаря этому исследователи обнаружили у половых клеток человека спиралевидные движения.

Раньше снять передвижения сперматозоидов человека во всех подробностях и под разными углами не представлялось возможным. Рассмотреть клетки с размером головки 3 – 4 микрометра можно только при большом увеличении. Но стандартные оптические системы не могут постоянно держать их в фокусе из-за высокой скорости движения сперматозоидов в жидкости (до ста микрометров в секунду).

"Мы были вынуждены применить нестандартный подход. Как результат - мы впервые увидели то, что до сих пор оставалось скрытым", - говорит биоинженер Айдоган Озкан из университета Калифорнии.

Группа ученых отказалась от микроскопов и использовала в своей работе особый светочувствительный чип размером 4 на 6 миллиметров. Чип поместили на дно небольшой камеры, заполненной образцами спермы. Сверху жидкость подсвечивали красными светодиодами.

При этом тени от головок сперматозоидов падали на чип, который отслеживал их перемещение по горизонтали. Одновременно другая группа синих светодиодов освещала образец под углом. Это позволяло фиксировать движение клеток в вертикальной плоскости. Устройство делало снимки со скоростью 90 кадров в секунду. Такой подход позволил исследователям детально изучить движение сперматозоидов в трех измерениях.

90% мужских половых клеток перемещались по слегка изогнутому пути, совершая легкие колебательные движения головки из стороны в сторону. Около 5% сперматозоидов двигались по идеальной спирали радиусом от 0,5 до 3 микрометров. При этом большинство спиралей закручивалось в правую сторону. Озкан считает, что еще рано говорить, связано ли это с какой-либо физиологической функцией.

Теперь ученые хотят проверить характер движения сперматозоидов в условиях близких к тем, с которыми они сталкиваются на пути к яйцеклетке.

Явным минусом технологии является то, что можно следить только за движениями головки клетки. Хвост сперматозоида (жгутик) – слишком тонкий, и светочувствительный элемент не фиксирует тень. По мнению ученых, движения хвоста также очень важны для полного понимания физиологии процесса. Поэтому новая технология требует доработки.

Создатели чипа рассчитывают, что в будущем их детище полностью заменит дорогостоящее компьютерное оборудование, которое анализирует данные микроскопов, снимающих движение сперматозоидов в медицинских центрах репродукции. Технология может быть использована и для изучения особенностей движения бактерий и микроорганизмов, живущих в воде.

Источник – «Вести».