Zaadcel zwemt met ‘zelforganiserende’ staart

Al van bij de ontdekking van de spermacel in de late 17^de eeuw door de Nederlander Antoni van Leeuwenhoek, weten we dat ze zich voortbewegen met behulp van een lange, lenige staart. Die bestaat uit een complexe keten van aan elkaar geklonken eiwitfilamenten die bij elkaar worden gehouden door andere eiwitstructuren – moleculaire elastiekjes, zeg maar.

Die opbouw zorgt er niet alleen voor dat de filamenten van de staart mooi bij elkaar blijven tijdens de lange reis van de vagina tot in de baarmoeder – zoals al ruim vijftig jaar bekend is – maar ook dat de staart op een unieke en efficiënte manier kan zwiepen en de zaadcel kan voortduwen. Die tweede ontdekking is het resultaat van onderzoek van Britse biologen naar de flagellum of zweepstaart.

De biologen ontdekten ook dat, ondanks de zeer gelijkaardige opbouw van de zweepstaart bij alle diersoorten, de manier waarop de staart zwiept uniek is voor elke soort. Wellicht heeft dit te maken met het vaginale vocht en baarmoedervocht dat eveneens uniek is per soort.

Aan de hand van wiskundige analyses en computersimulaties konden de onderzoekers de beweging van de zweepstaart – ook bij menselijke zaadcellen – nauwgezet in slow-motion volgen. Zo kwamen ze erachter dat de verschillende staartfilamenten functioneren als geblinddoekte roeiers in een kano. De filamenten kunnen elkaars ritme en beweging niet zien, maar ze anticiperen op de ‘slagen’ van de anderen om een synchrone zwiepslag te creëren. Hoe de individuele filamenten die mechanische informatie aan elkaar doorgeven, en hoe ze dus zelforganiserend functioneren, is nog een raadsel, geven de biologen grif toe.