精細胞之間的競爭非常激烈，它們都想先到達卵細胞，使其受精。
但哪個精子最終成功僅憑運氣嗎？
柏林馬克斯-普朗克分子遺傳學研究所（MPIMG）的一個研究小組在小鼠身上發現，各個精子之間的競爭力是有差異的。比如，精子的移動能力更多地取決於蛋白質RAC1，含有蛋白質RAC1的精細胞的成功率高達99%。
活性蛋白的數量達到最佳可以提高單個精子的競爭力，而異常的活性則會導致男性不育。
本研究描述了被稱為 "t單倍型（t-haplotype ）"的遺傳因子如何促進精子的受精成功率。
研究人員首次通過實驗證明，帶有t單倍型的精子比「正常」的「同齡人」前進速度更快，從而保障其受精方面的優勢。
此外，研究人員對單個精子進行了分析，結果發現，那些在路徑上前進了一點點的精子大多是基因上的「正常人」，而直線運動的精子大多含有t單倍型。
最重要的是，他們將運動能力的差異與RAC1聯繫起來，通過激活其他蛋白質將信號從細胞外傳遞到細胞內。
新的數據表明，RAC1也可能在引導精細胞「走」向卵細胞方面發揮作用，通過「嗅」到它們到達目標的路徑。
「單個精子的競爭力似乎取決於活性RAC1是否在最佳水平；RAC1活性的過低或過高都會干擾有效的前行。」MPIMG的科學家和該研究的第一作者Alexandra Amaral說。
「具有t單倍型的精子（t精子）能夠使沒有t單倍型的精子喪失功能。」柏林MPIMG和醫學遺傳學研究所主任、該研究的通訊作者Bernhard Herrmann說，「訣竅是t-haplotype 會毒害其他所有精子，但同時產生一種解毒劑，只在t精子中起作用並保護它們。想像一下，一場馬拉松比賽，所有參賽者的飲用水都有毒，但有些選手服用了解毒劑。」
正如該研究團隊發現的那樣，t單倍型含有某些基因變異，會扭曲調節信號。這些扭曲因素在精子產生的早期階段就已經建立，並被分布到攜帶t單倍型的小鼠的所有精子中。
這些因素就是幹擾精子漸進運動的「毒藥」。
在精子成熟過程中，一套染色體在精子之間平均分配後，「解藥」就開始發揮作用——現在每個精細胞只含有一半的染色體。只有具有t型的那一半精子才會產生一種額外的因子，來逆轉扭曲因子的負面作用。
而這種保護因子不是分布的，而是保留在t精子中。
在雄性小鼠的精子中，其兩條17號染色體中的一條只有t型，研究人員觀察到，有些細胞向前移動，有些細胞則動靜不大。
他們對單個精子進行了檢測，發現基因上「正常」的精子是那些大多沒有直線運動的精子。當他們用一種抑制RAC1的物質處理混合群體的精子時，觀察到基因「正常 」的精子現在也能遊動。
t精子的優勢消失了，證明異常的RAC1活性擾亂了其漸進運動。
該結果解釋了為什麼具有兩個t型拷貝的雄性小鼠（兩個17號染色體各一個）是不育的。它們只產生攜帶t-haplotype的精子。這些細胞的活性RAC1水平比基因正常小鼠的精子高得多，但幾乎沒有運動能力。
但用RAC1抑制劑處理過的正常小鼠的精子也逐漸失去了運動能力。因此，RAC1活性過低也是不利的。
研究人員推測，RAC1活性異常可能是男性不育症特殊形式的基礎。
「我們的數據凸顯了一個事實，即精細胞是無情的競爭者。」Herrmann說，「基因差異可以使單個精子在生命競賽中佔據優勢，從而促進特定基因變異傳遞給下一代。」