Cameron Merritt
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Wissenschaftler haben Jahrzehnte damit verbracht, die außergewöhnlichen Fähigkeiten und die Anatomie menschlicher Spermien zu untersuchen. Daher war ein internationales Forscherteam überrascht, eine mysteriöse, spiralförmige Nanostruktur in den Schwänzen der Spermien zu entdecken.
Die neu entdeckte Spirale könnte den Spermaschwänzen einen Schub geben, sagten die Wissenschaftler.
Spermien brauchen einen hochwirksamen Schwanz, damit sie so schnell wie möglich auf das Ei zu schwimmen und es zu befruchten versuchen können. Jeder Spermaschwanz hat Tausende von Bausteinen, von denen die wichtigsten Tubuline genannt werden, sagten die Forscher. Diese Tubuline bilden lange Röhren, die als Mikrotubuli im Schwanz des Spermas bekannt sind. [Sexy Schwimmer: 7 Fakten über Sperma]
Diese Mikrotubuli sind an Tausende von Motorproteinen (Proteine, die sich bewegen können) gebunden, die die Mikrotubuli ziehen und biegen, damit die Spermien schwimmen können.
"Es ist wirklich unglaublich, dass es funktionieren kann", sagte die leitende Forscherin Johanna Höög, eine Forscherin am Institut für Chemie und Molekularbiologie der Universität Göteborg in Schweden, in einer Erklärung. "Die Bewegung von Tausenden von Motorproteinen muss bis ins kleinste Detail koordiniert werden, damit die Spermien schwimmen können."
Um den Spermaschwanz besser sehen zu können, bildeten Höög und ihre Kollegen Spermaproben mit einer mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Mikroskoptechnik ab, die als Kryo-Elektronentomographie oder Kryo-ET bekannt ist. Mit dieser Methode können Forscher winzige Strukturen wie Spermien einfrieren und eine Reihe von 2D-Bildern aufnehmen, die dann zu einem unglaublich detaillierten 3D-Bild kombiniert werden können. Darüber hinaus erfordert diese Methode keine Chemikalien, die die kleinsten Zellstrukturen verdecken würden, sagte Höög.
"Als wir die ersten 3D-Bilder des Endabschnitts eines Spermaschwanzes betrachteten, entdeckten wir etwas, das wir noch nie zuvor in den Mikrotubuli gesehen hatten: [eine] Spirale, die sich von der Spitze des Spermas aus erstreckte und ungefähr ein Zehntel davon betrug die Länge des Schwanzes ", sagte Höög.
Die Forscher nannten die helikale Struktur eine "Schwanz-Axonem-Intra-Lumen-Spirale" oder TAILS. Es ist immer noch unklar, was TAILS genau macht, woraus es besteht und wie wichtig es ist, sagten sie. Die Forscher haben jedoch einige Ideen, die sie weiter untersuchen möchten, sagte der leitende Forscher Davide Zabeo, Doktorand am Institut für Chemie und Molekularbiologie der Universität Göteborg.
"Wir glauben, dass diese Spirale als Korken in den Mikrotubuli wirken kann, wodurch verhindert wird, dass sie wie gewohnt wachsen und schrumpfen, und stattdessen die Energie des Spermas sich darauf konzentrieren kann, schnell auf das Ei zu schwimmen", sagte Zabeo in der Erklärung.
Trotz der Überraschung um diesen Befund ist es nicht die einzige neuere Spermienentdeckung. Erst letztes Jahr fanden Forscher heraus, dass menschliche Spermien beim Schwimmen einen zusätzlichen Schwung bekommen, hauptsächlich aufgrund miteinander verbundener elastischer Federn in ihren Schwänzen, die mit anderen Regionen des Schwanzes kommunizieren, wie bereits berichtet.
Die neue Studie wurde online am 9. Februar in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
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