微小管は、すべての真核生物の生命に不可欠なメソスケールの動的非共有結合ポリマーである。 それらの動的挙動は、細胞が分裂、分化、および移動するために重要である。 微小管は、チューブリン二量体（1）の頭から尾への会合を介して形成された線形プロトフィラメントの側方アセンブリを介して構築されています。 プロトフィラメントの側方会合は中空円筒状微小管を形成する。 微小管は、その先端にチューブリン二量体を添加することによって成長する。 生化学的分析とモデリングと相まって、光学技術の様々なを使用して個々の微小管の観察は、それらの成長と分解の間に発生する速度論と構造遷移を理 ＰＮＡＳにおいて、Ｍｉｃｋｏｌａｊｃｚｙｋ ｅ ｔ ａ ｌ． (2)組換えチューブリンエンジニアリング(3≤-6)と干渉散乱顕微鏡(iscat)(7)の最近の開発の力を利用して直接成長している微小管先端(konとkoff、それぞれ)で単一のチューブリンダイマーの会合と解離定数を測定し、微小管の成長のためのモデルを進めます。
微小管ダイナミクスに関する数十年の研究にもかかわらず、チューブリン二量体の添加速度や微小管先端での損失などの基本的なポリマー特性は依然として議論の余地があり、単純化されたin vitroシステムであっても、研究の間で大きさのオーダーによって変化する（1、8、9）。 これらの不確実性は、細胞内の微小管に関連する無数のタンパク質によるチューブリンの自己組織化とその調節の理解を制限します（10）。 アクチンフィールドで同様の努力がアクチンダイナミクス（11）のより深い定量的な理解をもたらしたとき、なぜ我々はまだ微小管アセンブリの詳細なビューを欠いているのですか？ 一つの理由は、微小管の多筋構造である。 2本のらせん鎖からなるアクチンとは異なり、微小管は、典型的には、互いに独立して成長することができる13個のプロトフィラメントによって形成されています。 複数のプロトフィラメントは、その先端にチューブリン二量体の異なる会合および解離速度論を生じさせることができる異なる配置を作成するこ しかし、利用可能な動的イメージング方法は、本質的に微小管の成長についての一次元情報のみを提供し、先端に個々のプロトフィラメントを区別するた 異なる可溶性チューブリン濃度での単一微小管の成長速度を測定するために、ビデオ増強差動干渉コントラスト顕微鏡を用いた古典的な研究は、チューブリンkOnおよびkOffの推定値を提供した（8）（図8）。 1). これらは、成長速度がチューブリン濃度と直線的に変化し、kOffがチューブリン濃度とは無関係である単純な一次元大沢モデルを仮定して推論された（12）。 これらの研究は、それぞれ≥8.9μ m−1≤s−1および44s−1の成長する微小管端におけるkOnおよびkOff値を報告した（8）。
