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Nature子刊：与痴呆症相关的tau蛋白的健康功能加州大学戴维斯分校分子与细胞生物学副教授、该论文的通讯作者卡桑德拉·奥里-麦肯尼(Kassandra Ori-McKenney)说，Tau蛋白与多种神经退行性疾病有关。阿尔茨海默氏症患者的大脑中含有tau蛋白的缠结和另一种蛋白质-淀粉样蛋白的斑块。然而，tau蛋白缠结也会发生在各种疾病中，统称为“tau病”，以及其他神经退行性疾病，包括创伤性脑损伤后。 人们认为，“健康”的tau蛋白以单一蛋白质分子的形式存在，当tau蛋白与其他tau蛋白聚集在一起，形成不可溶解的tau缠结时，就会导致疾病。但在2019年，奥里-麦肯尼和同一系的副教授理查德·麦肯尼表明，健康的tau蛋白可以自我关联并再次分离，揭示了tau蛋白分子的自我关联不一定总是导致病理。 “tau蛋白在自然形态下可以自我组装和拆卸，那么什么是临界点，导致它不能拆卸并形成一个缠结?”Ori-McKenney说。 微管相关的Tau蛋白 Tau蛋白是在各种细胞中发现的一组蛋白质之一，从单细胞变形虫到昆虫再到人，这些蛋白质与微管有关，微管是填充在细胞内部的大型蛋白丝。微管在细胞内提供了一个框架，提供结构和组织，并允许物体在细胞内移动和细胞本身的移动。为了使这些事情发生，微管必须与许多其他蛋白质相互作用。 他们2019年的论文表明，健康的tau分子可以相互组装，在微管周围形成一个“包膜”，这是一种新的行为，作者表明，这种行为可以发挥调节作用，使某些其他蛋白质更难或更容易附着在微管上。 在这篇新论文中，Ori-McKenney、McKenney和捷克共和国的合作者用tau蛋白和分离出的微管进行了一系列实验。他们发现tau蛋白不仅可以自我组装，在微管周围形成包膜，而且当它这样做时，它会将微管挤压成更紧凑的形式。它能做到这一点是因为微管是由单个微管蛋白的成对(二聚体)组成的，二聚体之间有一点点黏糊糊的东西——大约两埃。 这意味着tau蛋白可以改变微管长度上的压实，进而影响其他蛋白附着在微管上的方式。例如，驱动蛋白-1，一种可以沿着微管运动的马达蛋白，只会附着在扩张的微管上。 该团队还研究了与tau蛋白、微管相关蛋白(MAP) 2和4进化相关的其他蛋白质。他们发现，MAP2表现得像tau蛋白一样，可以压缩微管，但MAP4不会。这些结果表明，tau蛋白和MAP2可能已经进化出了为细胞内特定功能而致密化微管的能力。有趣的是，这两种蛋白大部分只在神经系统中发现，而MAP4在体内的大多数组织中发现，这表明tau和MAP2在微管压实中的作用可能在神经元中非常重要。 目前还不知道MAP2或MAP4与疾病状态有关。在未来的工作中，研究人员希望弄清楚健康的tau蛋白自组装和病理不可逆缠结之间的步骤，以及这些蛋白在不同生物体中的作用。 该论文的其他作者有:加州大学戴维斯分校的Ruensern Tan、Tracy Tan和Mariah Dacy;Valerie sihaan, Marcus Braun和Zdenek Lansky，捷克科学院，布拉格;布拉格查尔斯大学的Tereza Humhalova和Lenka Libusova;Samuel Lacey，分子生物学MRC实验室，英国剑桥。这项工作部分得到了皮尤慈善信托基金，捷克科学基金会，捷克科学院和查尔斯大学的资金支持。 Journal Reference: Valerie Siahaan, Ruensern Tan, Tereza Humhalova, Lenka Libusova, Samuel E. Lacey, Tracy Tan, Mariah Dacy, Kassandra M. Ori-McKenney, Richard J. McKenney, Marcus Braun, Zdenek Lansky. Microtubule lattice spacing governs cohesive envelope formation of tau family proteins. Nature Chemical Biology, 2022; DOI: 10.1038/s41589-022-01096-2t 25, 2022). |
