Выпуски

 / 

2026

 / 

август

←  →

Обзоры актуальных проблем


Микротрубочки — простейший биомеханический двигатель для расхождения хромосом при делении клетки

†  а, ‡  а, §  а, б,  а, в
а Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, ул. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация
б Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
в Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141700, Российская Федерация

Человечество изобрело множество устройств для совершения разнообразных движений и механической работы. Все эти устройства являются макрообъектами. Удивительно, но все механические двигатели в живой природе имеют молекулярные размеры, не более 100 нм. Даже когда нужно двигать слона или кита, Природа собирает комплексы из миллиардов таких моторов, вместо того чтобы сделать один большой двигатель. Мы пока не очень понимаем достоинства такого подхода, но один аспект очевиден. Молекулярные моторы используют химическую энергию для совершения механической работы, но при этом всё происходит без использования высоких температур или давлений. При этом КПД этих двигателей часто сильно превышает КПД двигателя внутреннего сгорания. Поэтому крайне интересно понимать, как работают молекулярные моторы и как они эволюционировали. Одним из наиболее примитивных молекулярных устройств, способных перемещать молекулярные объекты, являются микротрубочки. Микротрубочки — это вездесущие полимеры цитоскелета клетки, необходимые для обеспечения формы и структуры клетки, её жизнеспособности и полноценного функционирования. Помимо структурных функций, они обеспечивают движение хромосом при делении клетки — процесс, на котором зиждется вся жизнь. В динамике микротрубочек есть биохимическая стадия, в которой расщепляется макроэргическая молекула ГТФ, и выделяющаяся при этом энергия запасается микротрубочкой в виде напряжённой конформации. Относительно недавно стало окончательно ясно, что эта запасённая в конформации энергия может использоваться клеткой для совершения работы по разделению и переносу сестринских хромосом в противоположные концы клетки в процессе клеточного деления. Похоже, что это наиболее древний молекулярный механохимический движитель в клетке.

Текст pdf (1,7 Мб)
Адреса для корреспонденции:
Ключевые слова: микротрубочка, генерация силы, механохимический двигатель, оптическая ловушка, деление клеток
PACS: 87.16.Ka, 87.16.Wd, 87.17.Ee (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.12.040069
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/8/b/
Цитата: Гончар И В, Тимошин Г С, Гудимчук Н Б, Атауллаханов Ф И "Микротрубочки — простейший биомеханический двигатель для расхождения хромосом при делении клетки" УФН 196 829–841 (2026)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

поступила: 3 ноября 2025, 8 декабря 2025

English citation: Gonchar I V, Timoshin G S, Gudimchuk N B, Ataullakhanov F I “Microtubules are the simplest biomechanical engine that drives chromosome separation during cell division” Phys. Usp. 69 (8) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.12.040069

Список литературы (70) Похожие статьи (20) ↓

  1. Ю.М. Романовский, В.П. Трифоненков «Энергетика и стохастическая динамика внутринейронного транспорта» УФН 186 125–145 (2016)
  2. Ю.М. Романовский, А.Н. Тихонов «Молекулярные преобразователи энергии живой клетки. Протонная АТФ-синтаза — вращающийся молекулярный мотор» УФН 180 931–956 (2010)
  3. С.Е. Бреслер «Некоторые проблемы молекулярной биологии и физика» УФН 84 419–430 (1964)
  4. Г.Н. Макаров «Лазерное разделение изотопов бора: результаты исследований и варианты технологической реализации» УФН 195 478–518 (2025)
  5. А.И. Мусорин, А.С. Шорохов и др. «Подходы фотоники для реализации нейроморфных вычислений» УФН 193 1284–1297 (2023)
  6. Г.Н. Макаров «На пути к молекулярному лазерному разделению изотопов урана» УФН 192 569–608 (2022)
  7. Ю.В. Гуляев, А.С. Бугаев и др. «Управление нанотранспортом с помощью рэтчет-эффекта» УФН 190 337–354 (2020)
  8. Г.Н. Макаров «Низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов» УФН 185 717–751 (2015)
  9. Г.Н. Макаров «Кластерная температура. Методы ее измерения и стабилизации» УФН 178 337–376 (2008)
  10. А.Г. Крушельницкий «Обменная ЯМР спектроскопия твердого тела: применение для изучения крупномасштабной конформационной динамики биополимеров» УФН 175 815–832 (2005)
  11. Р.Б. Моргунов «Спиновая микромеханика в физике пластичности» УФН 174 131–153 (2004)
  12. Л.И. Кришталик «Белки как специфическая полярная среда процессов переноса заряда» УФН 182 1275–1300 (2012)
  13. В.М. Арутюнян «Физические свойства границы полупроводник – электролит» УФН 158 255–291 (1989)
  14. Ф.И. Атауллаханов, В.И. Зарницына и др. «Особый класс автоволн — автоволны с остановкой — определяет пространственную динамику свертывания крови» УФН 172 671–690 (2002)
  15. Ф.В. Бункин, А.М. Прохоров «Использование лазерного источника энергии для создания реактивной тяги» УФН 119 425–446 (1976)
  16. Б.С. Непорент «Развитие молекулярной спектроскопии в СССР за последние годы» УФН 68 13–29 (1959)
  17. Н.С. Хлебников «Сурьмяно-цезиевые катоды и фотоэлементы» УФН 26 87–106 (1944)
  18. Р.А. Шишкин «Современные и перспективные материалы для термобарьерных покрытий» УФН 195 245–259 (2025)
  19. А.П. Порфирьев, А.А. Кучмижак и др. «Фазовые сингулярности и оптические вихри в фотонике» УФН 192 841–866 (2022)
  20. Г.Н. Макаров «Новые результаты по лазерному разделению изотопов с использованием низкоэнергетических методов» УФН 190 264–290 (2020)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2026
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение