A proteína tau é um importante fator ligado ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas humanas, incluindo a doença de Alzheimer. No entanto, ainda há muito que não sabemos sobre a tau e outras proteínas semelhantes. As descobertas mais recentes vêm do trabalho de uma equipe internacional, incluindo co-autores da Faculdade de Ciências da Universidade Charles em Praga, Lenka Libusova, Ph.D. e a pós-graduanda Tereza Humhalová. O estudo foi publicado na Nature Chemical Biology . Isso mostra que a proteína tau pode formar revestimentos ou envelopes nas estruturas do citoesqueleto da célula chamadas microtúbulos. Estes posteriormente alteram as propriedades dos microtúbulos revestidos e também impedem a passagem de certos motores moleculares que fornecem transporte intracelular apenas movendo-se ao longo dos microtúbulos.
Os microtúbulos são tubos finos dentro das células que servem como vias para o transporte de várias cargas (vesículas, mitocôndrias, outros microtúbulos, complexos de proteínas) de um lugar para outro na célula. Em células menores, esse transporte opera em distâncias curtas, mas em células geralmente grandes ou alongadas em uma direção, o transporte em longas distâncias também deve ser fornecido. As células nervosas com suas extensões são um exemplo típico de células onde os microtúbulos fornecem transporte de carga muitas vezes em distâncias de muitos centímetros. No entanto, se as vias dos microtúbulos forem danificadas e/ou os processos de transporte não ocorrerem corretamente, a doença neurodegenerativa pode se desenvolver.

As proteínas que se ligam aos microtúbulos são coletivamente chamadas de MAPs (um acrônimo derivado de "proteínas associadas a microtúbulos"). Os MAPs são atores muito importantes na orquestra do citoesqueleto da célula, pois sua ligação influencia a estabilidade dos microtúbulos, garante a ancoragem da rede de microtúbulos à membrana citoplasmática ou a interconexão com outras estruturas do citoesqueleto. Em particular, as proteínas MAP2 e tau, que pertencem à mesma família de proteínas, formam envelopes protetores nos microtúbulos. As partes protegidas pelo envelope são resistentes às enzimas que degradam os microtúbulos.

Trabalho recentemente publicado por dois grupos tchecos, liderados pelo Dr. Zdeněk Lánský do Instituto de Biotecnologia do CAS no centro BIOCEV e Dr. Lenka Libusová da Faculdade de Ciências da Universidade Charles, Praga, em colaboração com cientistas da Universidade de Califórnia (UC Davis), mostra que as proteínas MAP2 e tau causam ainda mais por sua ligação aos microtúbulos. Se eles cobrirem uma parte do microtúbulo com suas moléculas cooperativamente ligadas como um revestimento, também induzirão uma mudança na estrutura do microtúbulo nessa parte. O microtúbulo encurtará sem liberar nenhuma unidade de construção, tornando-se apenas mais compacto na área revestida.

Curiosamente, a relação entre a presença do envelope e o comprimento do microtúbulo também é invertida – se o microtúbulo é esticado por uma força externa, então o revestimento formado por moléculas de tau ou MAP2 cai. Isso levanta a questão de que propósito essa sensibilidade da rede de microtúbulos revestidos por envelope à tensão mecânica pode servir em células nervosas (ou mesmo musculares) sob condições fisiológicas.

Outra propriedade interessante dos envelopes das proteínas tau e MAP2 é que eles afetam seletivamente a passagem de motores moleculares ao longo dos microtúbulos. Enquanto os motores de dineína que se movem em direção ao núcleo da célula (retrógrado) podem superar os envelopes tau ou MAP2, para alguns motores de cinesina que se movem em direção à membrana plasmática (anterógrado), essas regiões são um grande obstáculo. Assim, nos microtúbulos, a ligação dos MAPs estudados cria regiões nas quais o transporte de carga é restrito ao transporte em apenas uma direção ou a passagem é permitida apenas para determinados tipos de motores moleculares. Seções particulares de microtúbulos adquirem assim diferentes funções, o que é importante para o bom funcionamento da célula nervosa. As proteínas da família tau parecem ter muitas outras surpresas. + Explorar mais

Primeira evidência do comportamento mecanossensível dos microtúbulos