Kemotaksija je gibanje majhnih organizmov in posameznih celic kot odziv na kemične signale v okolju. To igra vlogo pri številnih bioloških procesih, od oploditve do boja proti okužbam. Raziskave o kemotaksiji vključujejo raziskovanje, kako se majhni organizmi gibljejo, kdaj se odzivajo na kemične signale in kaj lahko prekine te procese. Raziskovalci delajo v mikrobioloških laboratorijih z dostopom do mikroskopije z visoko ločljivostjo in drugih orodij za preučevanje procesov, ki se pojavljajo na zelo majhni ravni.
Pri kemotaksiji se posamezne celice, enocelični organizmi in majhni večcelični organizmi odzovejo na kemikalije tako, da se jim približajo ali oddaljijo. Imajo receptorje, občutljive na določene kemikalije, ki jih zanimajo ali skrbijo, zato se lahko nanje odzovejo z različnimi tehnikami gibanja. Kemoatraktanti so kemikalije, ki povečujejo željo po približevanju določenemu kemičnemu viru, medtem ko kemorepelanti spodbujajo organizme ali celice, da se premikajo v nasprotni smeri.
Spolno razmnoževanje temelji na kemotaksiji, ki omogoča, da se sperma migrira proti jajčecu, po kemoatraktantih, ki jih proizvaja jajčece, da lahko dokonča oploditev. Med razvojem ploda igra kemotaksija tudi vlogo pri gibanju celic, ko se organizem razvija; brsteče živčne celice, na primer, se začnejo razporediti, da preslikajo živčni sistem. Napake v tem procesu lahko povzročijo prirojene okvare ali splave, če se pri rastočem plodu razvijejo nepravilnosti, ki niso združljive z življenjem.
Imunski sistem uporablja celice, kot so nevtrofilci in makrofagi, da zazna nalezljive organizme in jih nevtralizira, pri čemer se zanaša na kemotaksijo, da zavoha kemikalije, ki jih proizvajajo te celice, da jih lahko izsledi. Nasprotno pa se mikroorganizmi lahko odzovejo na kemorepelante v toksinih, da bi se jim izognili, in se bolj oddaljujejo od kemikalij, dokler ne dosežejo varnega območja. Ta dva primera prikazujeta, kako proces uporabljajo posamezne celice in celotni organizmi za krmarjenje po svojem okolju, pri čemer se zanašajo na kemične signale, da se odločijo, kako, kdaj in kam se premakniti.
Kemikalije lahko prekinejo kemotaksijo tako, da zmedejo ali dezorientirajo celice, zaradi česar delajo napake. Če je gibljivost celic omejena z okoljskimi dejavniki, lahko to povzroči tudi napake, ko se organizmi lahko odmaknejo od virov prehrane ali se približajo toksinom. Težave s celično migracijo se lahko razvijejo tudi v situacijah, kot so poškodbe živcev, ko lahko rastoče nove celice, ki poskušajo nadomestiti poškodovane starejše celice, rastejo v napačno smer zaradi napak pri orientaciji. Raziskovalci želijo izvedeti več o teh procesih, saj so lahko pomembni za zdravljenje poškodb in bolezni ter obravnavanje neplodnosti.