科学家用《星球大战》创意来演绎精子和卵子结合过程

2017-10-31 09:03 图文天下网
科学家用《星球大战》创意来演绎精子和卵子结合过程 图1美国科学家用《星球大战》的创意制作了一个精子与卵子结合的科学视频

  新浪科技讯 北京时间10月31日消息,据国外媒体报道,人类生殖细胞的结合过程很难视觉化,但一群科学家利用《星球大战》的创意,制作了一段富有趣味性和知识性的视频,同时意外地揭示出一个新的发现。

  这段时长3分钟的视频名为《人之初》(the beginning),是美国韦斯生物启发工程研究所创始人兼主管唐纳德·因格贝尔(d data-link="">在鞭毛轴丝内,一排排动力蛋白沿着微管同步移动,就像水手们同时划桨,最终使精子能够向前游动。

  视频中最引人注目的是对精子鞭毛轴丝(axoneme)的描绘。鞭毛轴丝是一个长管状结构,由9对微管以圆柱形包围1对微管组成,一直延伸到精子的整个尾部。视频显示了鞭毛轴丝如何通过弯曲和拉伸为精子尾部提供动力。再更进一步观察,可以看到鞭毛轴丝具有被称为“动力蛋白”(dynein)的蛋白质。动力蛋白是一种马达蛋白,能将三磷酸腺苷(atp)中高能磷酸键的化学能转化为机械能。在鞭毛轴丝内,一排排动力蛋白沿着微管同步移动,就像水手们同时划桨,最终使精子能够向前游动。

  正是在这里,研究者发现了一个新的分子过程。在创作分子马达的三维动态模型时,研究者发现,当力量施加在动力蛋白分子的结合位置——化学键断裂和能量释放的地方——时,动力蛋白分子中一个特殊的铰链区域也会同步移动。此前科学家还从未观察到这一现象。

  这段视频也再一次提醒我们,生物系统具有高度的机械水平,甚至可以一直细化到原子层次。这段视频发表在纳米技术期刊《acs纳米》上并非偶然;或许在不久的将来,科学家就能在这一尺度上操纵甚至打造出分子机器。(任天)