由京都大学白美中心的石本健太助理教授领导的研究小组,使用表达微观世界中水流的方程(斯托克斯方程)来描述人类精子的运动以及出现在周围液体中的特征模式. 我找到了。

 一般说,生命的诞生始于一个精子和一个卵子的相遇,但在此之前,精子必须与许多其他精子进行“竞争”。这个精子旅程的“故事”在多大程度上是真实的?这个研究小组从表达精子周围液体流动的公式开始接近精子旅程。

 以前的研究使用斯托克斯方程来研究精子游动的机制。在这个公式中,微生物的运动只需要游泳形状的信息。但是,并没有用实际的精子显微图像来验证从斯托克斯方程得到的游泳方法的例子。
因此,该研究小组试图通过将这个方程的答案与显微图像中的实际精子运动进行比较来验证数学方法的有效性。

 根据从显微镜图像中获取的信息分析周围发生的流动方程,我们成功地在计算机上再现了精子的运动。另外,当用同样的公式计算周围流的状态时,发现即使在复杂的流中也有一定的规律。当我们根据这种模式重新考虑精子的运动时,很明显,精子的运动也有一种特征性的节奏,即在扭动尾巴的同时推拉。通过用流动方程描述这种节律,我们成功地找到了一个简单的数学公式来表达精子运动。

 过去,在通过“粗粒度”运动创建数学模型时,我们经常依赖“物理直觉”。但由于本次采用的方法仅通过数学运算就可以得到从实验数据中提取精子运动本质的数学模型,因此有望应用于各种游动微生物的运动。

 此外,通过进一步的研究,将有可能用数学的眼光澄清实验上难以观察到的精子运动状态,也有可能了解受精所必需的精子的机械功能。预计为生育治疗的发展做出贡献。

京都大学

以“自重自重”的精神,培养自由的学术风格,开辟创造性学习的天地。

以自学为座右铭,我们将继续保持不受常识束缚的自由学术风格,培养兼具创造力和实践能力的人才。我们提供一个包容的学习空间,允许多样化和分层的选择,以便学生自己可以通过宝贵的反复试验选择一个坚实的未来。 […]

大学学报在线编辑部

这是大学学报的在线编辑部。
文章由对大学和教育具有高水平知识和兴趣的编辑人员撰写。