Микротрубочки представляют собой динамические полимеры тубулина, ответственные за многие клеточные процессы, включая захват и сегрегацию хромосом во время митоза. Международный коллектив авторов, в состав которого вошли сотрудники кафедры с.н.с. Н.Б.Гудимчук и профессор Ф.И. Атауллаханов, в своих недавних работах продемонстрировал, что микротрубочки удлиняются за счет добавления изогнутого гуанозинтрифосфата тубулина к кончикам изогнутых протофиламентов. В данной серии работ исследуется этот механизм роста микротрубочек с использованием метода броуновской динамики  и электронной криотомографии.

   Описанные ранее расширяющиеся формы кончиков растущих микротрубочек замечательно согласуются при различных условиях сборки, включая различные концентрации тубулина, наличие или отсутствие катализатора полимеризации или препаратов, связывающих тубулин. Моделирование показывает, что развитие значительных сил во время роста и укорочения микротрубочек требует высокого энергетического барьера активации в латеральных тубулин-тубулиновых взаимодействиях. Моделирование предлагает механизм, объясняющий сцепление кинетохор с растущими кончиками микротрубочек под действием вспомогательной силы, и оно предсказывает зависящее от нагрузки ускорение сборки микротрубочек, обеспечивая роль расширяющейся морфологии концов растущих микротрубочек. Результаты опубликованы в серии статей:

• Gudimchuk, N.B., Ulyanov, E.V., O’Toole, E. et al. Mechanisms of microtubule dynamics and force generation examined with computational modeling and electron cryotomography. Nat Commun 11, 3765 (2020). [URL] [DOI] [PDF]
• Gudimchuk, N.B., McIntosh, J.R. Regulation of microtubule dynamics, mechanics and function through the growing tip. Nat Rev Mol Cell Biol 22, 777–795 (2021). [URL] [DOI]