通州显微镜 学生精子科学简史:不可思议的生物结构
作者: 发布时间:2022-07-02 17:35:40点击:935
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列维坦注:在古代,更不用说老百姓了,就连医生和哲学家对男性生殖、男孩和女孩等问题的研究都处于推测阶段,比如,古代医生加伦认为如果男性的精子离开睾丸,就会发生性畸变。生产的瓦楞蛋是女孩,右边是男孩……所以在18世纪,一些法国贵族不得不切断他们的左睾丸,以确保他们能够生育男孩的精子,继承家庭财产……
事实上,直到现在,我们还不了解蝌蚪的活动和组成。精子究竟是什么这可能是未来男性避孕药发展的关键。
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进化生物学家斯科特·皮特尼克(斯科特·皮特尼克)的纹身并不含蓄。一个巨大的黑白精子在他的右前臂上曲折地钻进和钻出皮肤,一个拳头大小的顶体落在他的肱二头肌上。这位雪城大学的生物学家并不羞于逃避他的怪癖。艾尔的身体艺术,也出现在卫报的相册中,标题为明显的科学家纹身。
对于皮特尼克来说,这个精美的纹身也反映了他对精子令人难以置信的生物学结构的痴迷。他认为,精子是人体中为了排泄而生成的细胞。他说,是为了完成从睾丸到女性生殖系统的旅程。干,他们需要巨大的物理变化来完成任务。
没有其他细胞能做到这一点,皮特尼克说,他研究精子已经超过20年了,他们有这样的自主性。
在他的实验室里,皮特尼克利用生物技术,使果蝇精子的顶体像幽灵一样红绿相间,通过观察被肢解的雌性果蝇生殖腔内的光线,他可以观察其中的精子运动。女性身体,至今仍处于婴儿期。有,研究的创新将揭示为什么动物世界的精子有多种形式。不仅如此,研究人员最终可以找到解决人类不育的方法,而且他们还可以发明更有效的男性避孕药。
我们对精子的功能和行为知之甚少,皮特尼克说。这些未解之谜的答案可能隐藏在谜的另一半:女性身体。
这可能对十七世纪的那些勇敢的科学家来说是个打击。在十七世纪和十八世纪的鼎盛时期,科学家们次使用当时更先进的显微镜来研究精子。早期的精子科学家意识到他们面临着一些基本的问题。例如:精子是活的动物吗它们是寄生虫吗或者,每个精子里都有一个未成形的微型成人吗(我们稍后再讨论这个问题。)
安东·凡·列文虎克可能是个详细研究精子的科学家。荷兰人发明了早期的复合显微镜。从17世纪70年代中期开始,凡·列文虎克只用他的新工具来研究与性无关的东西,如蜜蜂蛰、人类虱子和湖水。
他的同事催促他使用显微镜检查精子。但是他担心关于精子和性交的书面报告会被认为是无礼的,所以他退缩了。直到1677年他才最终同意。当他检查他的精液时,他被扭曲在一起的微生物吓了一跳。R.
他犹豫了一下,想知道是否要告诉他的同事他的发现。范列文虎克给伦敦皇家学会写了一封犹豫不决的信,描述了他在1677年的发现。如果你认为这些发现会使受过教育的人感到恶心或引起丑闻,我诚恳地请求大人阁下不要说出来,不要发表,不要随便毁灭。
他的成人(皇家学会)最终选择在1678年的《哲学交易》上发表范列文虎克的发现,这开启了精子生物学的一个全新的领域。
很难说这些扭曲的微逗号对当时的科学家来说有多么神秘。鲍勃·蒙哥马利说,在发现这些微生物之前,关于人类如何繁殖的理论就出现了。他是生物学家,在加拿大女王大学研究动物繁殖。例如,一些体育人们认为男性射精产生的蒸汽在某种程度上刺激了女性怀孕,而另一些人则认为男性实际上是在体内产生婴儿,然后将其转移到子宫进行发育。
你能想象困难吗他们甚至不知道发生了什么,蒙哥马利说。这也意味着,没有看到精子和卵子,这些科学家们真的是在空想他们的理论。
在17世纪,许多研究人员认为每个精子细胞都包含一个微小但预先形成的人。尼古拉·哈特索克在1695年画了这幅图。来源:维基
甚至在范列文虎克于1677年发现精子后将近200年,科学家们就人类形成的过程达成一致。在这漫长的过程中,出现了两种主要观点:一方面,预形成论的拥护者认为每个精子细胞或卵子都可以说是不同的。从一个人到另一个人,包含一个微小但预先形成的人。根据这个理论,卵子或精子只提供这个过程发生的地方。
另一种理论,表观论认为,妇女和男子都为新组织的形成提供了材料,但不清楚是谁提供了什么样的材料。18世纪的发现为这一论点提供了额外的证据,包括1759年对奥尔加的观察。ns在鸡胚中按顺序生长{蒙哥马利在他的同事编辑的《精子生物学:进化观点》中记录的,其中包括petnick。
随着显微镜的进步,19世纪中叶的研究人员观察了海胆卵(透明的)中胚胎的发育。这些发现进一步否定了预先设想的假设,并允许研究人员继续探索精子和卵子如何共同作用以产生新的卵器。NS。
精子研究还导致对其他身体系统的研究。20世纪60年代,研究人员分离并命名了负责精子运动的蛋白质dynein。因此,这种驱动蛋白负责细胞内所有类型的运动,荣誉教授Charles Lindemann说。在密歇根州的奥克兰大学,他以前是精子活动的专家。今天我们知道胃动素与微细胞结构有关,如纤毛和鞭毛的运动,这是许多身体功能的关键因素。
尽管如此,生殖研究的进展还是很缓慢。蒙哥马利说,很少有科学家做研究,更不用说精子了。他估计当时只有几十人做精子研究;相比之下,今天有近40万科学家在研究癌症。蒙哥马利在这一领域做了研究,但这还不够。
皮特尼克补充说,最初的精子科学家可能没有意识到女性生殖系统在生殖中的重要性,这一疏忽解释了这一地区一直存在的谜团。原因之一是男性的生物偏见使他们认为女性是联合国的。Pittnick说,这一过程的重要部分,可以追溯到偏见的观点。
从技术角度来看,女性精子运动在逻辑上很难观察。正如皮特尼克指出的,在女性生殖系统中放置相机是很难做到的。
这是他对荧光果蝇精子的天赋,这让他可以实时监控精子的活动。上面的视频(动画)显示了被移除的雌性果蝇的生殖道,皮特尼克用生理盐水来维持它的活动。雌性果蝇与绿色精子的雄性交配。矿石出生,几天后,苍蝇带着红色的精子。只有精子的顶体被荧光蛋白标记,所以在这张图片中我们看不到精子的鞭毛。
利用这种技术,皮特尼克能够进一步理解为什么精子有这么多形状和形状。例如,这种荧光精子的鞭毛从后腿伸出6厘米——大约是你的小拇指的长度,也是动物界已知的最长的精子。凯德斯试图理解为什么苍蝇会进化出这种特性,最终他的研究集中在雌性果蝇的生殖道上。
当皮特尼克专注于果蝇时,精子也吸引了致力于帮助夫妇受孕的现代科学家。皮特尼克的发现也可能无意识地帮助他们。在许多情况下,特定的雄性和雌性生殖系统可能不相容,而且他们不了解其根本机制。他说,如果我们了解精子与女性之间的相互作用,我们或多或少可以了解受孕的机制,甚至找到新的解决不育的方法。
丹尼尔·约翰斯顿说,研究精子的性质还可以加速男性避孕药的发展。他是美国国立卫生研究院避孕研究所的主任。到目前为止,研究人员已经尝试了各种各样的方法,从药膏到药丸,但没有有效、可靠的男性骗局。庄士敦发现,科学家仍然面临最根本的问题:精子是什么
我们需要弄清楚精子细胞是由什么组成的,约翰斯顿说。他一直在做精子细胞蛋白质的全部成分分析——这是设计有效避孕药的关键步。了解其组成,我们可以开始理解避孕药真正想要预防什么。
最近,一个名为男性避孕倡议的私人组织发起了一项竞赛,为获胜的创新避孕计划提供资金。明尼苏达大学的医学化学家冈达·乔治通过了轮竞赛。她对小鼠不育基因的研究可以引起轰动。在男性避孕药的开发中经常使用。
乔治说,她目前的研究可以用于确定适当的剂量和检测潜在的副作用。总之,如果一个男人停止服药,他就必须恢复正常。
约翰斯顿有机会并渴望在卫生研究院内推动这种研究,以便他能够加速男性避孕药的发明,并满足自己25年来对精子研究的兴趣。约翰斯顿说,精子细胞是如此迷人,是的。
皮特尼克很自然地同意他的观点。他说,在早期,范莱文和胡克在这个领域并不感到羞耻。皮特尼克说,我认为今天许多科学家在谈论这个话题时不会感到不舒服。对他个人来说我喜欢精子生物学,他回答说,我会和所有喜欢它的人说话。
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