Badania nad dynamiką ruchu plemników uwzględniają aspekty takie jak elastyczność, hydrodynamika, siły wewnętrzne i fluktuacje, które nie są w równowadze. Nowe badania dostarczają dowodów na istotność procesu rozpraszania energii w ruchu plemników.

W ramach tych badań rekonstruowano ewolucję czasową dwóch głównych modów ruchu ogona każdej ruchliwej komórki. Te mody ruchu tworzą pewien nieregularny cykl, charakteryzujący się maksymalnym poziomem precyzji, który wynosi około 100 razy na sekundę. To oznacza, że ruch plemników jest niezwykle precyzyjny, co jest zbliżone do oszacowanej precyzji molekularnego silnika dyneiny, który napędza flagellum ogonka i jest ograniczony przez tempo rozpraszania energii zgodnie z termodynamiczną relacją niepewności.

Dodatkowe badania przeprowadzone w warunkach niedotlenienia wykazały, że maksymalna precyzja maleje wraz z zużyciem energii, podobnie jak to ma miejsce w przypadku pojedynczego molekularnego silnika. Obie obserwacje można wytłumaczyć założeniem o wysokim poziomie koordynacji w procesach zmian konformacyjnych molekularnych silników dyneiny.

Hipoteza dotycząca silnego sprzężenia między silnikami jest wspierana przez teoretyczny model dotyczący ruchu idealnego flagellum napędzanego przez zestaw silników, w tym sprzężenia sąsiedztwa między silnikami. Model ten sugeruje, że gdy sprzężenie jest małe, precyzja dużego flagellum jest znacznie wyższa niż precyzja pojedynczego silnika. Natomiast gdy sprzężenie jest duże, oba poziomy precyzji stają się porównywalne. Na podstawie tej hipotezy można zestawić dane z różnych rodzajów wici na jednej wspólnej krzywej.

To badanie przynosi cenne informacje na temat ruchu plemników i roli energii w tym procesie, co może mieć znaczenie zarówno w badaniach naukowych, jak i w dziedzinie medycyny rozrodczości.

Źródło: PRX Life