New research has found that the speed at which the calcium concentration in the cell changes controls the swimming behavior of sperm.

精子進(jìn)入體內(nèi)，只有一個(gè)目的，就是尋找到卵細(xì)胞，然而與此同時(shí)，卵細(xì)胞可以釋放誘導(dǎo)劑來吸引精子靠近，鈣離子濃度可以決定精子尾巴的移動(dòng)方式，近日，來自哥廷根大學(xué)等處的研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈣離子濃度發(fā)生改變以后，精子可以立即作出反應(yīng)，而精子對(duì)鈣離子的濃度本身并沒有反應(yīng)，有可能是精子可以進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，計(jì)算出鈣離子濃度的變化，以便在高濃度鈣離子的時(shí)候進(jìn)行活動(dòng)。這項(xiàng)研究成果刊登在了國(guó)際著名雜志Journal of Cell Biology上。

精子游動(dòng)的路徑是根據(jù)卵子釋放引誘劑的方式來進(jìn)行的，尤其是海生動(dòng)物精子的游動(dòng)途徑是依據(jù)化學(xué)物質(zhì)濃度梯度來進(jìn)行的，游動(dòng)的模式受到精子尾部的鈣離子濃度的控制，在高濃度鈣離子的條件下，精子可以以一種非對(duì)稱的，像鞭子一樣扭動(dòng)的方式來移動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)途徑是扭曲的；而在低鈣離子濃度條件下，精子的尾巴將會(huì)進(jìn)行有規(guī)律的拍打，并且游動(dòng)的路徑呈直線，這種鈣離子濃度高低更替的方式可以使得精子以螺旋形的方式前進(jìn)，然后通過在實(shí)驗(yàn)室研究自由游動(dòng)的精子發(fā)現(xiàn)，精子這種傳統(tǒng)的游動(dòng)模式并不是固定不變的。

研究者Luis Alvarez用精巧的頻閃鐳射照明技術(shù)（ingenious stroboscopic laser illumination）可以精確地追蹤精子的運(yùn)動(dòng)軌跡，而且還可以同時(shí)測(cè)定精子周圍環(huán)境中鈣離子濃度的變化情況，研究結(jié)果表明，精子尾巴僅僅對(duì)鈣離子濃度的時(shí)間導(dǎo)數(shù)有反應(yīng)，而對(duì)于鈣離子濃度并無明顯關(guān)系，結(jié)果進(jìn)一步表明，精子可以自己進(jìn)行計(jì)算，目前這種機(jī)制尚不清楚，研究人員懷疑，精子有可能通過自身的兩個(gè)蛋白結(jié)合到鈣離子上從而形成一種化學(xué)衍生物。

然而精子為什么會(huì)進(jìn)行如此復(fù)雜的計(jì)算？就好比我們?cè)诟咧袝r(shí)候碰見的復(fù)雜計(jì)算一樣。精子身上誘導(dǎo)物和鈣離子濃度非常高，和卵子的基本接近，然后精子可以利用精妙的“數(shù)學(xué)計(jì)算”在高濃度鈣離子存在的情況下做出及時(shí)反應(yīng)。

除了鈣離子外，機(jī)體中其它的信使物質(zhì)也可以控制細(xì)胞的功能發(fā)揮，當(dāng)然完全有可能，細(xì)胞也可以通過進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)濃度計(jì)算來介導(dǎo)其它信使物質(zhì)之間的信號(hào)通路，研究者將會(huì)對(duì)這個(gè)問題進(jìn)一步進(jìn)行研究。（生物谷：T.Shen編譯）