Множество жизненно важных процессов в клетке выполняются особыми белковыми структурами – тубулиновыми микротрубочками. Среди них внутриклеточный транспорт, поддержание формы клетки, внутренняя организация органелл, клеточное деление, миграция, поляризация, движение жгутиков и ресничек и другие.  Микротрубочки обладают важной, но до конца не разгаданной способностью удлиняться и укорачиваться, благодаря чему могут динамически подстраивать внутриклеточный скелет под текущие задачи клетки. Кроме того, их динамика позволяет развивать толкающие и тянущие силы, которые играют ключевую роль при разделении хромосом в процессе деления клеток. Процессы сборки и разборки микротрубочек тонко регулируются десятками различных белков, точные механизмы работы большинства из которых также остаются неизвестны.  Из-за важной роли динамики микротрубочек во время клеточного деления, она являются ключевой мишенью для многих современных препаратов химиотерапии рака.

   Руководитель направления: к.ф.-м.н. Гудимчук Никита Борисович

Иллюстрация методов и подходов, используемых группой при изучении микротрубочек

 
   В нашей группе ведутся теоретические и экспериментальные исследования микротрубочек по следующим тематикам:

1) Фундаментальные механизмы динамической нестабильности микротрубочки
2) Механизмы работы микротрубочки как молекулярного мотора – древнейшего генератора силы внутри клетки
3) Механизмы регуляции динамики микротрубочек ассоциированными белками
4) Расшифровка молекулярных основ работы ингибиторов динамики микротрубочек и разработка лекарств на новых принципах работы.

   Основная литература по теме:

1. McIntosh, J.R., O’Toole, E., Morgan, G., Austin, J., Ulyanov, E., Ataullakhanov, F., and Gudimchuk, N. (2018). Microtubules grow by the addition of bent guanosine triphosphate tubulin to the tips of curved protofilaments // J. Cell Biol. 217 (8): 2691–2708
   
   
2. V. Mustyatsa, A. V. Kostarev, A. V. Tvorogova, F. I. Ataullakhanov, N. B. Gudimchuk, and I. A. Vorobjev. Fine structure and dynamics of EB3 binding zones on microtubules in fibroblast cells. // Molecular Biology of the Cell 2019 30:17, 2105-2114
   
   
3. Fedorov Vladimir A., Orekhov Philipp S., Kholina Ekaterina G., Zhmurov Artem A., Ataullakhanov Fazoil I., Kovalenko Ilya B., Gudimchuk Nikita B. Mechanical properties of tubulin intra- and inter-dimer interfaces and their implications for microtubule dynamic instability. //  PLoS Computational Biology (2019) v. 15 (8), e1007327

См. также:

• Mechanical properties of tubulin intra- and inter-dimer interfaces and their implications for microtubule dynamic instability
• Mechanisms of microtubule dynamics and force generation examined with computational modeling and electron cryotomography