Het tau-eiwit is een belangrijke factor die verband houdt met de ontwikkeling van menselijke neurodegeneratieve ziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer. Toch is er nog veel dat we niet weten over tau en andere soortgelijke eiwitten. De meest recente ontdekkingen zijn afkomstig van het werk van een internationaal team, waaronder co-auteurs van de Faculteit Wetenschappen van de Charles Universiteit in Praag, Lenka Libusova, Ph.D. en afgestudeerde student Tereza Humhalová. De studie is gepubliceerd in Nature Chemical Biology . Het laat zien dat tau-eiwit coatings of enveloppen kan vormen op cytoskeletstructuren van de cel, microtubuli genaamd. Deze veranderen vervolgens de eigenschappen van de gecoate microtubuli en voorkomen ook de doorgang van bepaalde moleculaire motoren die zorgen voor intracellulair transport door alleen maar langs de microtubuli te bewegen.

Microtubuli zijn dunne buisjes in cellen die dienen als paden voor het transporteren van verschillende ladingen (blaasjes, mitochondriën, andere microtubuli, eiwitcomplexen) van de ene plaats in de cel naar de andere. In kleinere cellen vindt dit transport plaats over korte afstanden, maar in cellen die doorgaans groot zijn of in één richting langwerpig zijn, moet ook voor transport over lange afstanden worden gezorgd. Zenuwcellen met hun uitlopers zijn een typisch voorbeeld van cellen waar microtubuli zorgen voor transport van lading, vaak over afstanden van vele centimeters. Als de microtubuli-routes echter beschadigd zijn en/of de transportprocessen niet correct verlopen, kan neurodegeneratieve ziekte ontstaan.

De eiwitten die aan microtubuli binden, worden gezamenlijk MAP's genoemd (een acroniem dat is afgeleid van "microtubule-associated eiwitten"). MAP's zijn zeer belangrijke spelers in het cytoskelet-orkest van de cel, omdat hun binding de stabiliteit van de microtubuli beïnvloedt, zorgt voor verankering van het microtubuli-netwerk aan het cytoplasmatische membraan of voor onderlinge verbinding met andere cytoskeletstructuren. Met name MAP2- en tau-eiwitten, die tot dezelfde eiwitfamilie behoren, vormen beschermende enveloppen op microtubuli. De door de envelop beschermde delen zijn bestand tegen de enzymen die microtubuli afbreken.

Nieuw gepubliceerd werk van twee Tsjechische groepen, geleid door Dr. Zdeněk Lánský van het Instituut voor Biotechnologie van het CAS in het BIOCEV-centrum en Dr. Lenka Libusová van de Faculteit Wetenschappen, Charles University, Praag, in samenwerking met wetenschappers van de Universiteit van California (UC Davis), laat zien dat MAP2- en tau-eiwitten nog meer veroorzaken door hun binding aan microtubuli. Als ze een deel van de microtubuli bedekken met hun coöperatief gebonden moleculen als coating, dan veroorzaken ze ook een verandering in de microtubuli-structuur in dat deel. De microtubule zal korter worden zonder dat er een bouweenheid vrijkomt, en wordt alleen maar compacter in het gecoate gebied.

Interessant is dat de relatie tussen de aanwezigheid van de envelop en de lengte van de microtubule ook omgekeerd is - als de microtubule wordt uitgerekt door een externe kracht, valt de coating die wordt gevormd door tau- of MAP2-moleculen eraf. Dit roept de vraag op welk doel deze gevoeligheid van het met envelop beklede microtubuli-netwerk voor mechanische spanning zou kunnen dienen in zenuw- (of zelfs spier) cellen onder fysiologische omstandigheden.

Een andere interessante eigenschap van tau- en MAP2-eiwitenveloppen is dat ze selectief de doorgang van moleculaire motoren langs microtubuli beïnvloeden. Terwijl dyneïnemotoren die naar de celkern (retrograde) bewegen tau- of MAP2-enveloppen kunnen overwinnen, vormen deze regio's voor sommige kinesinemotoren die naar het plasmamembraan (anterograde) bewegen een groot obstakel. Op microtubuli creëert de binding van de bestudeerde MAP's dus regio's waarin vrachtvervoer beperkt is tot transport in slechts één richting of alleen doorgang is toegestaan ​​voor bepaalde soorten moleculaire motoren. Bepaalde delen van microtubuli krijgen zo verschillende functies, wat belangrijk is voor het goed functioneren van de zenuwcel. De tau-familie-eiwitten lijken nog veel meer verrassingen te bevatten. + Verder verkennen

Eerste bewijs van mechanosensitief gedrag van microtubuli