mikrotubuly jsou mezoskale dynamické nekovalentní polymery nezbytné pro veškerý eukaryotický život. Jejich dynamické chování je zásadní pro dělení, diferenciaci a migraci buněk. Mikrotubuly jsou vytvářeny boční sestavou lineárních protofilamentů vytvořených asociací tubulinových dimerů od hlavy k ocasu (1). Boční asociace protofilamentů tvoří dutý válcový mikrotubul. Mikrotubuly rostou přidáním tubulinových dimerů na jejich špičkách. Pozorování jednotlivých mikrotubulů pomocí různých optických metod spolu s biochemických analýz a modelování vyústila v koncepční rámec k pochopení kinetiky a strukturální transformací, které se vyskytují v průběhu jejich růstu a demontáž. V PNAS, Mickolajczyk et al. (2) kabelového svazku napájení nedávný vývoj v rekombinantní tubulinu inženýrství (3⇓⇓-6) a interferometrické rozptyl mikroskopie (iSCAT) (7) pro měření přímo asociační a disociační konstanty jednotlivých tubulinových dimerů na rostoucí mikrotubulové tip (kOn a kOff) a předem model pro mikroskopický růst.
i Přes desítky let výzkumu na mikroskopický dynamiky, základní polymerní vlastnosti jako sazby z tubulinových dimerů a kromě ztráty na mikroskopický tipy jsou stále kontroverzní a liší se o řád mezi studiemi, a to i ve zjednodušeném in vitro systému (1, 8, 9). Tyto nejistoty omezují naše chápání samosestavení tubulinu a jeho regulace nesčetnými proteiny, které se spojují s mikrotubuly v buňkách (10). Proč nám stále chybí detailní pohled na mikroskopický shromáždění, když podobné snahy v aktin oblasti přinesly hlubší kvantitativní pochopení aktin dynamika (11)? Jedním z důvodů je vícestranná struktura mikrotubulů. Na rozdíl od aktinu, který se skládá ze dvou spirálových vlákna, mikrotubuly jsou obvykle tvořeny 13 protofilament, které mohou růst nezávisle na sobě. Více protofilamentů může vytvářet různá uspořádání, která mohou vést k rozdílné kinetice asociace a disociace tubulinových dimerů na jejich špičkách. Nicméně, k dispozici dynamické zobrazovací metody nemají rozlišení pro odlišení jednotlivých protofilament na špičce, v podstatě poskytují pouze jeden-dimenzionální informace o mikroskopický růst. Klasické studie pomocí video-enhanced diferenciální interferenční kontrastní mikroskopie pro měření míry růstu jednotlivých mikrotubulů v různých rozpustných tubulinu koncentrace poskytl odhady tubulinu kOn a kOff (8) (Obr. 1). Ty byly odvozeny za předpokladu jednoduchého jednorozměrného modelu Oosawa, ve kterém se rychlost růstu lineárně mění s koncentrací tubulinu a kOff je nezávislý na koncentraci tubulinu (12). Tyto studie uváděly hodnoty kOn a kOff na rostoucím konci mikrotubulů ∼8,9 µM-1⋅s-1 a 44 s−1 (8).
