Mikrotubuli er mesoskala dynamiske ikke-kovalente polymerer som er essensielle for alt eukaryotisk liv. Deres dynamiske oppførsel er avgjørende for celler å dele, skille og migrere. Mikrotubuli er bygget gjennom lateral montering av lineære protofilamenter dannet gjennom hodet til halen forening av tubulin dimerer (1). Lateral forening av protofilamenter danner den hule sylindriske mikrotubulen. Mikrotubuli vokser gjennom tilsetning av tubulin dimerer på deres tips. Observasjoner av individuelle mikrotubuli ved hjelp av en rekke optiske teknikker kombinert med biokjemiske analyser og modellering har resultert i et konseptuelt rammeverk for å forstå kinetikk og strukturelle overganger som oppstår under vekst og demontering. I PNAS, Mickolajczyk et al. (2) utnytte kraften i den siste utviklingen i rekombinant tubulin engineering (3 ⇓ ⇓ -6) og interferometrisk spredning mikroskopi (iscat) (7) for å måle direkte foreningen og dissosiasjon konstanter av enkelt tubulin dimerer på voksende microtubule spissen (kon og koff, henholdsvis) og fremme en modell for microtubule vekst.
til tross for tiår med forskning på mikrotubuli dynamikk, grunnleggende polymer egenskaper som priser av tubulin dimer tillegg og tap på mikrotubuli tips er fortsatt kontroversielt og varierer med en størrelsesorden mellom studier, selv i en forenklet in vitro system (1, 8, 9). Disse usikkerhetene begrenser vår forståelse av tubulin selvmontering og dens regulering av myriaden av proteiner som forbinder mikrotubuli i celler (10). Hvorfor mangler vi fortsatt et detaljert syn på mikrotubulmontering når lignende innsats på aktinfeltet har gitt en dypere kvantitativ forståelse av aktindynamikk (11)? En grunn er den multistranded strukturen av mikrotubulen. I motsetning til aktin, som består av to spiralformede tråder, dannes mikrotubuli vanligvis av 13 protofilamenter som kan vokse uavhengig av hverandre. Flere protofilamenter kan skape forskjellige ordninger som kan gi opphav til forskjellig forening og dissosiasjonskinetikk av tubulin dimerer på deres tips. Imidlertid mangler tilgjengelige dynamiske bildemetoder oppløsningen for å skille mellom individuelle protofilamenter på spissen, og gir i hovedsak bare endimensjonal informasjon om mikrotubulevekst. Klassiske studier ved hjelp av video-forbedret differensialinterferens kontrastmikroskopi for å måle vekstrater av enkeltmikrotubuli ved forskjellige oppløselige tubulinkonsentrasjoner ga estimater av tubulin kOn og kOff (8) (Fig. 1). Disse ble utledet forutsatt en enkel endimensjonal Oosawa-modell der vekstraten varierer lineært med tubulinkonsentrasjon og kOff er uavhengig av tubulinkonsentrasjon (12). Disse studiene rapporterte kOn-og kOff-verdier ved den voksende mikrotubule−enden av ∼8.9 µ−1⋅s−1 og 44 s-1, henholdsvis (8).
