一项新研究揭示了精子如何改变其游泳模式以导航到卵子，从对称的运动转变为不对称的运动，促进更圆周的游泳。这种行为的变化称为超激活，使精子在接近卵子时能够扫过该区域，从而提高找到卵子的机会。为了进行体外研究，研究人员设计了带有微米级通道的微流控芯片，以便他们可以通过显微镜和高速摄像机观察牛精子。
通过揭示所涉及的机制，该研究不仅解开了精子如何导航到卵子的谜团，而且对人类体外受精和奶牛繁殖具有影响，并为工程师设计微型游泳机器人提供了新信息。该研究论文的高级作者Alireza Abbaspourrad表示，通过了解决定导航机制以及精子到达卵子的生物物理和生物化学线索，我们可能能够利用这些线索来治疗不孕不育问题，并选择最佳的体外受精策略。
该研究论文于10月29日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。论文阐明了数百万精子如何通过雌性哺乳动物的生殖道，只有少数最终到达受精地点。一旦精子到达子宫结合区，进入输卵管并向卵子移动，钙离子进入其鞭毛会触发超激活和圆周游泳。微流控芯片使研究人员能够操纵环境。团队记录了精子在腔壁旁边的游泳情况。他们测试了包括咖啡因在内的化合物，这些化合物增加了细胞胞质中的钙离子。
在没有这种转变的情况下，精子可能会遇到死胡同，导致它们被困住。