La proteina tau è un importante fattore legato allo sviluppo di malattie neurodegenerative umane, compreso il morbo di Alzheimer. Eppure c'è ancora molto che non sappiamo sulla tau e altre proteine ​​simili. Le scoperte più recenti provengono dal lavoro di un team internazionale che include coautori della Facoltà di Scienze dell'Università Carlo di Praga, Lenka Libusova, Ph.D. e la studentessa laureata Tereza Humhalová. Lo studio è stato pubblicato su Nature Chemical Biology . Mostra che la proteina tau può formare rivestimenti o involucri sulle strutture citoscheletriche della cellula chiamate microtubuli. Questi successivamente modificano le proprietà dei microtubuli rivestiti e impediscono anche il passaggio di alcuni motori molecolari che forniscono il trasporto intracellulare semplicemente muovendosi lungo i microtubuli.

I microtubuli sono tubi sottili all'interno delle cellule che fungono da percorsi per il trasporto di vari carichi (vescicole, mitocondri, altri microtubuli, complessi proteici) da un punto all'altro della cellula. Nelle celle più piccole, questo trasporto opera su brevi distanze, ma nelle celle che sono generalmente grandi o allungate in una direzione, deve essere previsto anche il trasporto su lunghe distanze. Le cellule nervose con le loro estensioni sono un tipico esempio di cellule in cui i microtubuli forniscono il trasporto di merci spesso su distanze di molti centimetri. Tuttavia, se le vie dei microtubuli sono danneggiate e/o i processi di trasporto non procedono correttamente, possono svilupparsi malattie neurodegenerative.

Le proteine ​​che si legano ai microtubuli sono denominate collettivamente MAP (un acronimo derivato da "proteine ​​associate ai microtubuli"). Le MAP sono attori molto importanti nell'orchestra citoscheletrica della cellula, poiché il loro legame influenza la stabilità dei microtubuli, assicura l'ancoraggio della rete dei microtubuli alla membrana citoplasmatica o l'interconnessione con altre strutture citoscheletriche. In particolare, le proteine ​​MAP2 e tau, che appartengono alla stessa famiglia proteica, formano involucri protettivi sui microtubuli. Le parti protette dall'involucro sono resistenti agli enzimi che degradano i microtubuli.

Lavoro appena pubblicato di due gruppi cechi, guidati dal Dr. Zdeněk Lánský dell'Istituto di Biotecnologia del CAS nel centro BIOCEV e dal Dr. Lenka Libusová della Facoltà di Scienze dell'Università Carlo di Praga, in collaborazione con scienziati dell'Università di California (UC Davis), mostra che le proteine ​​MAP2 e tau causano ancora di più dal loro legame ai microtubuli. Se coprono una parte del microtubulo con le loro molecole legate in modo cooperativo come rivestimento, inducono anche un cambiamento nella struttura dei microtubuli in quella parte. Il microtubulo si accorcerà senza rilasciare alcuna unità costruttiva, diventando solo più compatto nell'area rivestita.

È interessante notare che anche la relazione tra la presenza dell'involucro e la lunghezza del microtubulo è invertita:se il microtubulo viene allungato da una forza esterna, il rivestimento formato dalle molecole tau o MAP2 cade. Ciò solleva la domanda su quale scopo questa sensibilità della rete di microtubuli rivestiti dell'involucro alla tensione meccanica potrebbe servire nelle cellule nervose (o anche muscolari) in condizioni fisiologiche.

Un'altra proprietà interessante degli involucri proteici tau e MAP2 è che influenzano selettivamente il passaggio dei motori molecolari lungo i microtubuli. Mentre i motori della dineina che si muovono verso il nucleo cellulare (retrogrado) possono superare gli inviluppi tau o MAP2, per alcuni motori della chinesina che si muovono verso la membrana plasmatica (anterogradi), queste regioni rappresentano un grosso ostacolo. Pertanto, sui microtubuli, il legame delle MAP studiate crea regioni in cui il trasporto di merci è limitato al trasporto in una sola direzione o il passaggio è consentito solo a determinati tipi di motori molecolari. Particolari sezioni di microtubuli acquisiscono così funzioni diverse, importanti per il corretto funzionamento della cellula nervosa. Le proteine ​​della famiglia tau sembrano riservare molte più sorprese. + Esplora ulteriormente

Prime prove del comportamento meccanosensibile dei microtubuli