Demansla İlişkili Protein Taunun Sağlıklı İşlevini Anlamak

Alzheimer hastalığı ve diğer nörodejeneratif demanslarda normal sağlıklı beyin dokusunda çeşitli rolleri olan proteinler bozulur ve nöronlar ölürken bir araya toplanarak çözünmeyen plaklar ve düğümler oluşturur. Bu proteinlerin hastalığa tam olarak nasıl bağlı olduğu - ve ilerlemesini yavaşlatmak, durdurmak veya tersine çevirmek için bir şekilde hedeflenip hedeflenemeyeceği - zorlu bir problem olmaya devam ediyor. California Üniversitesi'nden (UC) yapılan yeni araştırma, bu proteinlerden biri olan taunun sağlıklı sinir hücrelerindeki işlevi konusunda yeni bir rolü açığa çıkardı.

UC Moleküler ve Hücresel Biyoloji Bölümü'nde doçent ve makalenin yazarlarından Kassandra Ori-McKenney, tau proteininin çok çeşitli nörodejeneratif hastalıklarda rol oynadığını söyledi. Alzheimer hastalığı olan kişilerin beyinlerinde yumaklar halinde tau proteini ve başka bir protein olan beta amiloid plakları bulunur. Bununla birlikte, tau protein yumakları, topluca 'taupatiler' olarak adlandırılan çeşitli hastalıklarda ve travmatik beyin hasarını takiben dahil olmak üzere diğer nörodejeneratif koşullarda da ortaya çıkar.

'Sağlıklı' taunun tek protein molekülü olarak var olduğu ve diğer tau proteinleri ile bir araya gelerek çözünmeyen tau yumaklarını oluşturduğunda hastalığa neden olduğu düşünülüyordu. Ancak 2019'da, aynı bölümde doçent olan Ori-McKenney ve Richard McKenney, sağlıklı taunun kendi kendine birleşebileceğini ve tekrar ayrılabildiğini göstererek, tau moleküllerinin kendi kendine birleşmesinin her zaman patolojiye yol açmayabileceğini ortaya koydu.

Ori-McKenney: "Tau, doğal biçiminde kendi kendine birleşip ayrılabilir. Bu durumda çözünmeyen bileşik halinde toplanmasına yol açan faktörler nelerdir?" dedi.

Mikrotübüllerle İlişkili Tau
Tau, tek hücreli amiplerden böceklere ve insanlara kadar her tür hücrede bulunan ve hücrelerin içini dolduran büyük protein filamentleri olan mikrotübüllerle ilişkili bir protein grubudur. Mikrotübüller, hücre içinde yapı ve organizasyon sağlayan ve ayrıca hücre elemanlarının hücre içinde hareket etmesine ve hücrenin kendisinin hareket etmesine izin veren bir çerçeve sağlar. Bunların gerçekleşmesi için mikrotübüllerin diğer birçok proteinle etkileşime girmesi gerekir.

2019 makaleleri, sağlıklı tau moleküllerinin birbirleriyle birleşerek mikrotübüllerin etrafında bir 'zarf' oluşturabileceğini gösterdi; yazarların gösterdiği bu yeni davranış diğer bazı proteinlerin mikrotübüle bağlanmasını zorlaştırarak veya kolaylaştırarak düzenleyici bir rol oynuyor olabilir.

Yeni makalede; Ori-McKenney, McKenney ve Çek Cumhuriyeti'ndeki araştırmacılar, tau proteinleri ve izole edilmiş mikrotübüllerle bir dizi deney gerçekleştirdi. Sadece mikrotübüllerin etrafında bir zarf oluşturmak için kendi kendine bir araya gelebileceğini değil, aynı zamanda bunu yaptığında mikrotübülü daha kompakt bir forma sıkıştırdığını buldular.

Bu, tau proteininin bir mikrotübül uzunluğu boyunca sıkıştırmayı değiştirebileceği ve bu da diğer proteinlerin ona nasıl bağlandığını etkileyebileceği anlamına gelir. Örneğin, mikrotübüller boyunca hareket edebilen bir motor protein olan kinesin-1, yalnızca genişlemiş bir mikrotübüle bağlanabilir.

Ekip ayrıca, tau ile evrimsel olarak ilişkili diğer proteinlere, mikrotübül ilişkili proteinler (MAP2 ve 4)'e de baktılar. Bu sonuçlar, tau ve MAP2'nin, hücreler içindeki belirli işlevler için mikrotübülleri sıkıştırma yeteneğini geliştirmiş olabileceğini düşündürmektedir. İlginç bir şekilde, her iki protein de büyük ölçüde sadece sinir sisteminde bulunurken, MAP4 vücuttaki çoğu dokuda bulunur, bu da tau ve MAP2'nin mikrotübül sıkışmasındaki rollerinin nöronlarda çok önemli olabileceğini düşündürür.

MAP2 ve MAP4'ün hastalık durumları ile ilişkili olup olmadığı bilinmemektedir. Gelecekteki çalışmalarda araştırmacılar sağlıklı tau toplanması ve patolojik geri dönüşsüz toplanma arasındaki adımları ve bu proteinlerin farklı organizmalardaki rollerini çözmeyi umuyor.