microtubulii sunt polimeri noncovalenți dinamici mezoscali esențiali pentru toată viața eucariotă. Comportamentul lor dinamic este crucial pentru ca celulele să se dividă, să se diferențieze și să migreze. Microtubulii sunt construiți prin ansamblul lateral al protofilamentelor liniare formate prin asocierea cap-coadă a dimerilor tubulinei (1). Asocierea laterală a protofilamentelor formează microtubulul cilindric gol. Microtubulii cresc prin adăugarea de dimeri de tubulină la vârfurile lor. Observațiile microtubulilor individuali folosind o varietate de tehnici optice cuplate cu analize biochimice și modelare au dus la un cadru conceptual pentru a înțelege cinetica și tranzițiile structurale care apar în timpul creșterii și dezasamblării lor. În PNAS, Mickolajczyk și colab. (2) valorificați puterea dezvoltărilor recente în ingineria tubulinelor recombinante (3-6) și microscopie de împrăștiere interferometrică (iscat) (7) pentru a măsura direct constantele de asociere și disociere ale dimerilor tubulinei unice la vârful microtubulilor în creștere (kon și, respectiv, Koff) și pentru a avansa un model de creștere a microtubulilor.
în ciuda deceniilor de cercetări privind dinamica microtubulilor, proprietățile polimerice de bază, cum ar fi ratele de adăugare a dimerului tubulinei și pierderea la vârfurile microtubulilor, sunt încă controversate și variază cu un ordin de mărime între studii, chiar și într-un sistem simplificat in vitro (1, 8, 9). Aceste incertitudini ne limitează înțelegerea auto-asamblării tubulinei și reglarea acesteia de către nenumăratele proteine care se asociază cu microtubulii din celule (10). De ce ne lipsește încă o imagine detaliată a asamblării microtubulilor atunci când eforturi similare în domeniul actinei au dus la o înțelegere cantitativă mai profundă a dinamicii actinei (11)? Un motiv este structura multistrand a microtubulului. Spre deosebire de actină, care constă din două fire elicoidale, microtubulii sunt de obicei formați din 13 protofilamente care pot crește independent unul de celălalt. Protofilamentele Multiple pot crea aranjamente diferite care pot da naștere la diferite cinetice de asociere și disociere a dimerilor tubulinei la vârfurile lor. Cu toate acestea, metodele de imagistică dinamică disponibile nu au rezoluția pentru a distinge protofilamentele individuale la vârf, oferind în esență doar informații unidimensionale despre creșterea microtubulilor. Studiile clasice care utilizează microscopie de contrast cu interferență diferențială îmbunătățită video pentru a măsura ratele de creștere ale microtubulilor unici la diferite concentrații solubile de tubulină au furnizat estimări ale tubulinei Kon și kOff (8) (Fig. 1). Acestea au fost deduse presupunând un model oosawa unidimensional simplu în care rata de creștere variază liniar cu concentrația de tubulină și kOff este independent de concentrația de tubulină (12). Aceste studii au raportat valori ale kOn și kOff la sfârșitul microtubulilor în creștere de la 8,9 0tct−1 xtct s−1 și, respectiv, 44 s−1 (8).
