模型表明哺乳动物精子细胞有两种游泳模式

这个新模型预测，哺乳动物精子细胞的游泳速度不会随着其化学马达活动的增加而简单地增加。相反，随着游泳精子细胞的运动活动增加，这种运动活动会超过一个阈值水平，此时会出现第二种不同的游泳模式。正是这第二种模式可能与精子过度激活有关。

在游泳模式一中，哺乳动物精子细胞的头部来回摆动比游泳模式二时更大。在游泳模式二中，鞭毛的波浪形跳动比游泳模式一更强。（请参阅相关视频，了解游泳模式一和二的视觉并排比较。

“虽然我们不能确定这个新模型预测了精子过度激活的现象，这种现象经常发生在受精前，但这肯定是一个有趣的可能性。我希望进一步的研究能够阐明在我们的模型中看到的运动转变是否确实与精子过度激活有关，“加州大学圣地亚哥分校教授David Saintillan说，他是这篇新论文的通讯作者，也是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院机械与航空航天工程系的流体力学研究员。

“工程师和数学家有很多机会为我们对生物学的理解做出贡献。例如，我们在流体动力学领域研究的越来越多的模型正在成为理解运动等生物系统动力学的重要工具。在某些情况下，模型允许我们测试您无法通过实验轻松解决的机制或假设。在这种情况下，模型可能非常有用，“Saintillan说。

Saintillan指出，对哺乳动物精子运动机制的研究是模型与实验一起发挥关键作用的一个例子。“你不能通过转动表盘来控制活精子细胞中电机的活动，但使用像我们这样的模型，你可以加快或减慢精子的运动活动，看看运动是如何变化的。

论文题目

“精子运动的化学力学模型揭示了两种游泳模式，”发表在《物理评论流体》杂志上。

作者

来自加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院机械与航空航天工程系的 Chenji Li、Pedro Castilla、Achal Mahajan 和 David Saintillan。

Brato Chakrabarti在熨斗研究所计算生物学中心

李目前就读于普渡大学。

Mahajan 目前在 Altos Labs 工作。