ปลายหางของอสุจิเป็นรูปทรงเกลียว - National Geographic Thailand

ปลายหางของอสุจิเป็นรูปทรงเกลียว

ปลายหางของอสุจิเป็นรูปทรงเกลียว

เราทุกคนรู้กันดีว่าสเปิร์มหรืออสุจิคือเซลล์สืบพันธุ์ของมนุษย์เพศชาย พวกมันมีลักษณะคล้ายกับลูกอ๊อดตัวโปร่งแสงที่ประกอบด้วยส่วนหัว, ส่วนลำตัว และหางยาวซึ่งใช้ในการแหวกว่ายเข้าไปหาไข่ ภายในเวลา 1 วินาทีร่างกายของมนุษย์ผู้ชายสามารถผลิตสเปิร์มได้ 1,500 ตัว และในการหลั่งแต่ละครั้งจะปลดปล่อยสเปิร์มมากถึง  250 ล้านตัวเลยทีเดียว

แม้ว่าองค์ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการสืบพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์จะทราบกับดีอยู่แล้ว แต่ทว่าโครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์นั้นกลับยังไม่ได้ถูกศึกษาอย่างละเอียดเท่าใด

ด้วยเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า Cryogenic electron tomography (Cryo-ET) หรือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็ง นวัตกรรมนี้สามารถซูมภาพเข้าไปยังเซลล์และให้ผลลัพธ์ที่เป็นภาพสามมิติออกมาได้ เทคโนโลยีใหม่นี้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2017 ไปครอง ซึ่ง Davide Zabeo นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยกอเทนเบิร์กในสวีเดน และทีมงานวิจัยของเขาได้นำ Cryo-ET มาทดลองใช้กับอสุจิของมนุษย์

ผลการวิจัยถูกแผยแพร่ลงในวารสาร Scientific Reports จากกล้องจุลทรรศน์เผยให้เห็นว่าที่ปลายหางของอสุจินั้นมีเซลล์รูปร่างเป็นขดเกลียวที่หมุนวนไปทางซ้ายมือ ซึ่งเป็นข้อมูลใหม่ที่ไม่เคยพบมาก่อน การค้นพบครั้งนี้อาจช่วยฉายภาพให้เห็นว่าเหตุใดอสุจิบางตัวจึงว่ายเข้าหาไข่ได้รวดเร็วกว่าอสุจิตัวอื่น และอาจนำไปสู่การพัฒนายาที่ช่วยแก้ไขปัญหาให้แก่ผู้ชายที่มีบุตรยากตลอดจนาคุมกำเนิดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

Cryogenic electron tomography คือการรวมเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเข้ากับ CT สแกน ตัวอย่างที่นำมาสแกนก็เช่น เซลล์, เนื้อเยื่อ หรือชิ้นส่วนอวัยวะต่างๆ ซึ่งจะมาในรูปแบบของการแช่แข็ง เพื่อช่วยให้เนื้อเยื่อนั้นๆ ยังคงสภาพเดิมได้มากที่สุดใกล้เคียงกับธรรมชาติ  “เราจะได้ภาพที่ดีที่สุดของเซลล์ในขณะที่มันยังมีชีวิต”  Gary Morgan ผู้ร่วมวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคโลราโดกล่าว และผลที่ได้ก็คือภาพสามมิติของเซลล์นั้นๆ

ปกติแล้วเซลล์จะมีความบางมากเกินไปที่จะตรวจหาผลลัพธ์เป็นภาพสามมิติ แต่ด้วยเทคโนโลยี Cryo-CT หางของสเปิร์มสามารถตรวจสอบได้ด้วยเทคโนโลยีดังกล่าว ก่อนหน้านี้เซลล์อสุจิเคยถูกวิจัยเป็นภาพสามมิติมาแล้วในปี 2012 ผลการวิจัยพบว่าส่วนใหญ่แล้วเซลล์อสุจิเคลื่อนที่ในทิศทางตรง มีบ้างที่เคลื่อนที่เป็นวิถีโค้ง และทั้งหมดว่ายวนไปมาตลอดเวลา

อสุจิ
โครงสร้างรูปเกลียวที่ไม่เคยพบมาก่อนของปลายหางอสุจิ
ภาพโดย มหาวิทยาลัยกอเทนเบิร์ก

สำหรับส่วนหางของสเปิร์มนั้นประกอบด้วยสามส่วนด้วยกัน ตอนบนมีกลุ่มไมโทคอนเดรียที่ใช้เป็นพลังงานเคลื่อนที่ของอสุจิ ตอนกลางประกอบด้วยไมโครทูบูลและส่วนปลายซึ่งมีขนาดเพียง 1 ใน 10 ของความยาวหางทั้งหมด ทีมนักวิจัยพบว่ามันมีเซลล์โครงสร้างรูปเกลียวที่หมุนวนไปทางซ้ายมือ

ณ ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์เองก็ยังไม่เข้าใจถ่องแท้ว่าเหตุใดสเปิร์มถึงมีปลายหางเป็นรูปเกลียว แต่พวกเขามีทฤษฎีบางอย่าง โครงสร้างเกลียวน่าจะทำหน้าที่เป็นเหมือนจุกก๊อกกั้นไม่ให้เซลล์ไมโครทูบูลภายในเติบโตหรือหดตัว ทั้งยังช่วยเพิ่มพลังในการว่ายเข้าหาเซลล์ไข่ในการสืบพันธุ์อีกด้วย

หากทีมนักวิจัยพบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างหางรูปเกลียว พวกเขาจะศึกษาต่อได้ว่าโครงสร้างนี้มีส่วนช่วยให้อสุจิว่ายเข้าหาไข่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างไร และในท้ายที่สุดอาจนำไปสู่การช่วยแก้ไขปัญหาแก่บรรดาผู้ชายที่มีบุตรยาก และด้วยการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมนักวิทยาศาสตร์อาจพบกุญแจที่เชื่อมโยงกันระหว่างการมีบุตรยากกับโครงสร้างปลายหางรูปเกลียวของอสุจิ

ผลการศึกษาเหล่านี้จะนำไปสู่การผลิตยาในอนาคตที่จะช่วยแก้ไขภาวะมีบุตรยากได้ ตลอดจนพัฒนาวิธีการคุมกำเนิดในรูปแบบใหม่  “สิ่งเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเราเรียนรู้เพิ่มเติมกันได้มากแค่ไหนจากเทคโนโลยีเหล่านี้”  Zabeo กล่าวเสริม

เรื่อง Elaina Zachos

 

อ่านเพิ่มเติม

ปะการังผสมพันธุ์เพียงหนึ่งครั้งต่อปี

เรื่องแนะนำ

10 เรื่องที่คุณอาจจะยังไม่รู้เกี่ยวกับไอน์สไตน์

10 เรื่องที่คุณอาจจะยังไม่รู้เกี่ยวกับ ไอน์สไตน์ 1.เขาละทิ้งสัญชาติเยอรมันเมื่ออายุ 16 ในช่วงวัยรุ่น อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ รังเกียจความเป็นชาตินิยมทุกรูปแบบ และสนใจที่จะเป็น “พลเมืองของโลก” เสียมากกว่า  เมื่อเขาอายุ 16 เขาละทิ้งสัญชาติ และเป็นคนไร้สัญชาติจนกระทั่งเขาได้รับสัญชาติสวิสในปีค.ศ. 1901 2.ไอน์สไตน์แต่งงานกับนักเรียนหญิงคนเดียวในคลาสวิชาฟิสิกส์ของเขา มิเลวา มาริค เป็นเพียงนักเรียนหญิงคนเดียวในคลาสของไอน์สไตน์ ที่ซูริคโพลิเทคนิค เธอหลงใหลในคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ และ ปรารถนาเจะป็นนักฟิสิกส์ด้วยตัวเอง แต่เธอก็ล้มเลิกความตั้งใจนั้นไปเมื่อเธอแต่งงาน และกลายเป็นแม่ของลูกๆไอน์สไตน์ 3.แฟ้มประวัติไอน์สไตน์ของเอฟบีไอมีจำนวนถึง 1,427 หน้า ในปี 1933 เอฟบีไอเริ่มเก็บแฟ้มประวัติของไอน์สไตน์ ไม่นานก่อนที่เขาจะเดินทางมาสหรัฐฯครั้งที่สาม แฟ้มประวัตินี้มีมากถึง 1,427 หน้า มุ่งเน้นไปยังชีวิตของไอน์สไตน์ที่เกี่ยวข้องกับการเรียกร้องสันติภาพและองค์กรสังคมนิยม แม้แต่ เจ. เอ็ดการ์ ฮูเวอร์ (ผู้อำนวยการและผู้ก่อตั้งเอฟบีไอ) ยังแนะนำว่า ไอน์สไตน์ควรจะถูกห้ามเข้าอเมริกาตามพระราชบัญญัติกีดกันชาวต่างชาติ แต่เขาได้รับการปฏิเสธข้อหาเหล่านี้ 4.ไอน์สไตน์มีลูกนอกสมรส มิเลวาให้กำเนิดบุตรสาวนอกสมรสในปี 1902 ขณะที่อาศัยอยู่กับครอบครัวของเธอในเซอร์เบีย เด็กน้อยมีชื่อว่า ไลเซิล และนักประวัติศาสตร์เชื่อว่าเธอตายตั้งแต่ยังเป็นทารกด้วยโรคไข้อีดำอีแดง (โรคที่เกิดจากการติดเชื้อในระบบทางเดินหายใจซึ่งเกิดจากแบคทีเรีย) หรืออาจจะถูกรับไปเลี้ยง […]

เหมียวหง่าว ทาสแมวรู้ไหมเจ้านายกำลังบอกอะไร?

เหมียวหง่าว ทาสแมวรู้ไหมเจ้านายกำลังบอกอะไร? บรรดาทาสแมวทราบหรือไม่ว่าเสียงร้องเหมียวๆ ของเจ้านายคุณกำลังสื่ออะไร นักวิทยาศาสตร์จากสวีเดนพยายามค้นหาความหมายเบื้องหลังเสียงร้องของแมวเหล่านี้ ด้วยการหารูปแบบของเสียงร้องที่คล้ายคลึงกันในแมวจากหลายสถานที่ นี่แมวของฉันกำลังหิวหรือหิวมากๆ ? แม้ว่าคุณจะไม่อาจทราบได้ แต่รู้หรือไม่ว่าวิธีการที่คุณพูดคุยกับแมวของคุณนั้น ก็จะมีผลต่อวิธีการที่แมวส่งเสียงเป็นปฏิกิริยาตอบกลับมาเช่นกัน ในงานวิจัยครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบเสียงร้องของแมวจากสองภูมิภาคในสวีเดน ซึ่งผู้คนพูดภาษาถิ่นแตกต่างกัน พวกเขาต้องการหาคำตอบว่าแมวที่อาศัยอยู่ต่างสถานที่ และได้รับอิทธิพลจากเสียงของเจ้าของต่างกันนั้นจะมีเสียงร้องที่ต่างกันด้วยหรือไม่? และคำตอบคือใช่! ในอนาคตพวกเขาจะยังค้นวิจัยกันต่อไป ยังมีแมวอีกหลายมุมโลกที่พร้อมร้องให้ฟัง โดยคาดหวังว่างานวิจัยครั้งนี้จะช่วยให้บรรดาทาสแมวเข้าใจว่าเจ้านายของเขานั้นกำลังบอกอะไร   อ่านเพิ่มเติม สุนัขหรือแมว ใครกันแน่ที่ฉลาดกว่า?