Los microtúbulos son polímeros dinámicos no covalentes de mesoescala esenciales para toda la vida eucariótica. Su comportamiento dinámico es crucial para que las células se dividan, diferencien y migren. Los microtúbulos se construyen a través del ensamblaje lateral de protofilamentos lineales formados a través de la asociación cabeza-cola de dímeros de tubulina (1). La asociación lateral de protofilamentos forma el microtúbulo cilíndrico hueco. Los microtúbulos crecen mediante la adición de dímeros de tubulina en sus puntas. Las observaciones de microtúbulos individuales utilizando una variedad de técnicas ópticas, junto con análisis bioquímicos y modelos, han dado como resultado un marco conceptual para comprender la cinética y las transiciones estructurales que ocurren durante su crecimiento y desmontaje. En PNAS, Mickolajczyk et al. (2) aprovechar el poder de los recientes desarrollos en ingeniería de tubulina recombinante (3 ⇓ ⇓ -6) y microscopía de dispersión interferométrica (iSCAT) (7) para medir directamente las constantes de asociación y disociación de dímeros de tubulina individuales en la punta del microtúbulo en crecimiento (kOn y kOff, respectivamente) y avanzar un modelo para el crecimiento de microtúbulos.
A pesar de décadas de investigación sobre la dinámica de los microtúbulos, las propiedades básicas de los polímeros, como las tasas de adición y pérdida de dímeros de tubulina en las puntas de los microtúbulos, siguen siendo controvertidas y varían en un orden de magnitud entre estudios, incluso en un sistema in vitro simplificado (1, 8, 9). Estas incertidumbres limitan nuestra comprensión del autoensamblaje de tubulina y su regulación por la miríada de proteínas que se asocian con microtúbulos en las células (10). ¿Por qué todavía carecemos de una visión detallada del ensamblaje de microtúbulos cuando esfuerzos similares en el campo de la actina han producido una comprensión cuantitativa más profunda de la dinámica de la actina (11)? Una de las razones es la estructura de múltiples marcas del microtúbulo. A diferencia de la actina, que consta de dos hebras helicoidales, los microtúbulos están formados típicamente por 13 protofilamentos que pueden crecer de forma independiente entre sí. Múltiples protofilamentos pueden crear diferentes arreglos que pueden dar lugar a diferentes cinéticas de asociación y disociación de dímeros de tubulina en sus puntas. Sin embargo, los métodos de imagen dinámica disponibles carecen de la resolución para distinguir protofilamentos individuales en la punta, esencialmente proporcionando solo información unidimensional sobre el crecimiento de microtúbulos. Los estudios clásicos que utilizaron microscopía de contraste de interferencia diferencial mejorada por vídeo para medir las tasas de crecimiento de microtúbulos individuales a diferentes concentraciones de tubulina soluble proporcionaron estimaciones de tubulina kOn y kOff (8) (Fig. 1). Estos se inferieron asumiendo un modelo simple unidimensional de Oosawa en el que la tasa de crecimiento varía linealmente con la concentración de tubulina y kOff es independiente de la concentración de tubulina (12). Estos estudios reportaron valores de kOn y kOff en el extremo de los microtúbulos en crecimiento de 8 8,9 µM−1⋅s−1 y 44 s-1, respectivamente (8).
