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정자는 젤리에서 어떻게 ‘수영’할까?

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2018년 10월 11일 10:00 프린트하기

젤리 상태의 유체에서 헤엄치는 미생물을 ‘세 개의 구’ 모델로 표현한 그림. - Shigeyuki Komura
젤리 상태의 유체에서 헤엄치는 미생물을 ‘세 개의 구’ 모델로 표현한 그림. - Shigeyuki Komura

최근 일본 연구팀이 정자나 박테리아 등이 젤리 상태의 유체에서 어떻게 헤엄치는지 자세히 밝혀냈다. 


물에서 헤엄치는 물고기는 관성력을 이용해 추진력을 얻는다. 하지만 정자나 박테리아 등 미생물은 관성력보다 점성이 훨씬 큰 유체에서 헤엄치기 때문에 물에서와는 완전히 다른 방식으로 헤엄쳐야 앞으로 나아갈 수 있다. 


가령 정자는 자궁경부의 점액 속을 헤엄칠 때 긴 꼬리를 스프링처럼 튕기며 나아간다. 이전 연구에서는 이 움직임을 세 개의 작은 구 사이를 연결하는 두 개의 끈이 앞뒤로 움직이며 이동한다는 ‘세 개의 구’ 모델로 설명했다.


코무라 시게유키 일본 수도대학도쿄 화학부 교수팀은 여기서 두 가지 사실을 추가로 확인했다. ‘세 개의 구’ 모델에서 두 개의 끈이 움직일 때 그 진폭을 조절해 이동한다는 점과, 이전 움직임이 만든 대칭 상태가 깨지며 헤엄을 친다는 점이다. 또 유체의 저항에 따라 바뀌는 속도를 수학식으로 만들었다. 연구결과는 국제학술지 ‘유로피직스 레터스’ 8월 27일자에 실렸다.

doi:10.1209/0295-5075/123/34002 
 

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