La proteína tau es un factor importante relacionado con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas humanas, incluida la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, todavía hay mucho que no sabemos sobre tau y otras proteínas similares. Los descubrimientos más recientes provienen del trabajo de un equipo internacional que incluye coautores de la Facultad de Ciencias de la Universidad Charles en Praga, Lenka Libusova, Ph.D. y la estudiante de posgrado Tereza Humhalová. El estudio ha sido publicado en Nature Chemical Biology . Muestra que la proteína tau puede formar recubrimientos o envolturas en las estructuras del citoesqueleto de la célula llamadas microtúbulos. Éstos modifican posteriormente las propiedades de los microtúbulos revestidos y también impiden el paso de ciertos motores moleculares que facilitan el transporte intracelular con sólo desplazarse a lo largo de los microtúbulos.

Los microtúbulos son tubos delgados dentro de las células que sirven como vías para el transporte de varias cargas (vesículas, mitocondrias, otros microtúbulos, complejos de proteínas) de un lugar a otro en la célula. En celdas más pequeñas, este transporte opera en distancias cortas, pero en celdas que son generalmente grandes o alargadas en una dirección, también se debe proporcionar transporte en distancias largas. Las células nerviosas con sus extensiones son un ejemplo típico de células en las que los microtúbulos proporcionan transporte de carga a menudo a distancias de muchos centímetros. Sin embargo, si las vías de los microtúbulos están dañadas y/o los procesos de transporte no proceden correctamente, se puede desarrollar una enfermedad neurodegenerativa.

Las proteínas que se unen a los microtúbulos se denominan colectivamente MAP (un acrónimo derivado de "proteínas asociadas a microtúbulos"). Los MAP son actores muy importantes en la orquesta del citoesqueleto de la célula, ya que su unión influye en la estabilidad de los microtúbulos, asegura el anclaje de la red de microtúbulos a la membrana citoplasmática o la interconexión con otras estructuras del citoesqueleto. En particular, las proteínas MAP2 y tau, que pertenecen a la misma familia de proteínas, forman envolturas protectoras en los microtúbulos. Las partes protegidas por la envoltura son resistentes a las enzimas que degradan los microtúbulos.

Trabajo recientemente publicado por dos grupos checos, dirigidos por el Dr. Zdeněk Lánský del Instituto de Biotecnología de la CAS en el centro BIOCEV y la Dra. Lenka Libusová de la Facultad de Ciencias de la Universidad Charles, Praga, en colaboración con científicos de la Universidad de California (UC Davis), muestra que las proteínas MAP2 y tau causan aún más por su unión a los microtúbulos. Si cubren una parte de los microtúbulos con sus moléculas unidas cooperativamente como un recubrimiento, también inducen un cambio en la estructura de los microtúbulos en esa parte. El microtúbulo se acortará sin liberar ninguna unidad de construcción, solo se volverá más compacto en el área cubierta.

Curiosamente, la relación entre la presencia de la envoltura y la longitud del microtúbulo también se invierte:si el microtúbulo se estira por una fuerza externa, el revestimiento formado por las moléculas tau o MAP2 se cae. Esto plantea la pregunta de qué propósito podría tener esta sensibilidad de la red de microtúbulos recubierta de envoltura a la tensión mecánica en las células nerviosas (o incluso musculares) en condiciones fisiológicas.

Otra propiedad interesante de las envolturas de proteínas tau y MAP2 es que afectan selectivamente el paso de motores moleculares a lo largo de los microtúbulos. Mientras que los motores de dineína que se mueven hacia el núcleo celular (retrógrados) pueden superar las envolturas de tau o MAP2, para algunos motores de quinesina que se mueven hacia la membrana plasmática (anterógrados), estas regiones son un obstáculo importante. Por lo tanto, en los microtúbulos, la unión de los MAP estudiados crea regiones en las que el transporte de carga se restringe al transporte en una sola dirección o se permite el paso solo a ciertos tipos de motores moleculares. Secciones particulares de microtúbulos adquieren así diferentes funciones, lo cual es importante para el buen funcionamiento de la célula nerviosa. Las proteínas de la familia tau parecen guardar muchas más sorpresas. + Explora más

Primera evidencia del comportamiento mecanosensible de los microtúbulos