Микротрубочки

Объектом исследований нашей команды являются микротрубочки – один из трех основных филаментов клеточного скелета. Состоящие из белка тубулина, они представляют собой полые цилиндры диаметром около 25 нм и длиной обычно от нескольких десятков нанометров до нескольких десятков микрон. Микротрубочки имеют множество функций, среди которых поддержание клеточной архитектуры, внутриклеточный транспорт, формирование центральной структуры ресничек и жгутиков. Ключевую роль микротрубочки играют во время деления клетки. Они образуют специализированный аппарат, называемый веретеном деления, задачей которого является поиск, захват и точное распределение удвоенных хромосом по дочерним клеткам.

Микротрубочки обладают необычным и крайне интересным динамическим поведением: они стохастически переключаются между фазами роста и укорочения и обратно при фиксированных условиях среды. При этом растущие и укорачивающиеся микротрубочки способны развивать толкающие и тянующие силы, что позволяет им работать в качестве моторов для перемещения грузов, таких как хромосомы.

Нами была построена компьютерная модель динамической микротрубочки, позволившая описать большой набор ключевых известных свойств микротрубочек с беспрецедентным уровнем детализации. Благодаря этой модели мы предложили возможный механизм катастрофы микротрубочки – перехода от фазы роста к фазе укорочения.

В настоящий момент, используя теоретические и экспериментальные методы, мы пытаемся пролить свет на ряд других нерешенных вопросов, связанных с динамикой микротрубочек:
1) Каковы механизмы динамической нестабильности микротрубочек?
2) Как осуществляется регуляция динамики микротрубочек ассоциированными белками?
3) Каким образом низкомолекулярные ингибиторы воздействуют на динамику микротрубочек?
4) Какова архитектура и механизмы взаимодействия микротрубочек и хромосом в митозе?