Научный фильм об оплодотворении яйцеклетки сняли по мотивам "Звёздных воин"

Двое биологов сняли реалистичную короткометражку о том, как сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку. Ученые хотели рассказать о науке детям, но попутно разобрались в молекулярной динамике сперматозоида. 

 Дон Ингбер и Чарльз Рейли, микробиологи из института биотехнологии Уисса (Гарвард) выступили в необычных для себя ролях режиссера, автора сценария и даже оператора. В результате получилась короткометражка "Начало" (The Beginning). Сюжет стар, как половое размножение: путешествие сперматозоидов к яйцеклетке, проникновение внутрь и первое деление.

 

Титрами и музыкой фильм напоминает сагу о звёздных воинах, но гораздо более реалистичен; на сегодняшний день это самая реалистичная реконструкция процесса оплодотворения. Более того, в процессе съёмки (вернее, компьютерного моделирования) было сделано научное открытие: учёные поняли, как распределяется энергия при движении сперматозоида. Программа, в которой создавался фильм, оказалась удачным инструментом для моделирования многоуровневых процессов.

 

Ингбером и Рейли объединили софт, который используют для моделирования механического движения художники-аниматоры, и инструменты симуляции молекулярно-динамических процессов. В результате получилась модель, которая учитывает движение внутри аксонем (белковые комплексы, из которых состоит жгутик сперматозоида), и даже низшие уровни управления движением - работу молекулярных моторов-динеинов, которые приводят в движение клеточные структуры.

 

В процессе моделирования учёные описали каскад реакций, начинающийся с гидролиза АТФ, который приводит к продвижению динеинов вдоль микротрубочек цитоскелета; результать этого движения - биение жгутика сперматозоида, которое позволяет ему продвигаться по женским половым путям.